Введение к работе
1.1. Актуальность работы
Создание новых, более комфортабельных, самолетов высокой пассажировмести-мости требует повышения безопасности перевозки людей, в том числе и повышения пожаробезопасное. В 1983 - 1987 годах, после проведения серии испытаний на отсеке ишрокофюзеляжного самолета, Федеральным Авиационным Агентством США, а затем и авиационными агентствами других стран, был введен ряд методов оценки по-жаробезопасности различных элементов самолета: эвакуационных спасательных трапов, огаеблокирующих чехлов подушек пассажирских кресел, материалов багажных отсеков, а также панелей отделки стен и потолка. Введенные поправки значительно повышают требования по пожаробезопасности, предъявляемые к авиационным материалам.
До недавнего времени, сертификация пассажирских самолетов России проводилась в соответствии с Нормами Летной Годности Гражданских Самолетов (НЛГС), в которых к используемым материалам в части пожаробезопасности предъявлялись требования по ограничению горючести и дымообразующей способности. В настоящее время в России взамен НЛГС введены новые требования по сертификации пассажирских самолетов — Авиационные Правила АП-25, гармонизированные с FAR-25 США и авиационным требованиям других стран. Введение новых методов оценки пожарной безопасности материалов не отменяет методов использовавшихся ранее (горючесть, дымообразование).
Панели стен, потолка, перегородок имеют большую суммарную поверхность и располагаются в верхней части салона, поэтому их свойства значительно влияют на развитие пожара, в случае его возникновения после летного происшествия. Полномасштабными испытаниями было показано, что до возникновения всеобщей вспышки в салоне, характеризующейся резким увеличением очага пожара, уровни дыма, токсичных газов и температуры невелики и выживаемость возможна. Время наступления вспышки при модельном пожаре лучше всего коррелировало с параметром общего тепловыделения образца материала определяемого в проточном калориметре типа OSU. Этот метод определения тепловыделения является наиболее жестким для допуска материалов к использованию в отделке салона.
Большинство элементов конструкций внутренней отделки (трехслойных сотовых панелей и монолитных пластиков), применяемых до недавнего времени в отечественном авиастроении, не соответствуют требованиям по тепловыделению введенным в АП-25.
Отсутствие отечественного оборудования и метода испытаний материалов па тепловыделение не позволяло проводить сертификацию новых изделий авиационной техники, для разработки новых отечественных материалов отделки интерьера требовалось проведение дорогостоящих испытаний за рубежом. Поэтому была поставлена задача создания экспериментальной базы для определения показателей тепловыделения, изучения скорости выделения тепла применяемых материалов, определения влияния различных технологических факторов изготовления, с целью оптимизации разработки новых, более безопасных и удовлетворяющих требованиям норм по пожаробезопасности, декоративно-отделочных материалов интерьера пассажирских салонов.
1.2. Цель работы
Создание и оптимизация работы экспериментальной базы, впервые в России обеспечивающей проведение испытаний по определению показателей тепловыделения материалов для целей сертификации авиационной техники; изучение факторов влияющих на показатели тепловыделения и поиск решений позволяющих разрабатывать новые материалы с низкими значениями скорости выделения тепла, соответствующими международным авиационным требованиям по пожаробезопасное.
Выбранная цель определила следующие этапы работ:
выбор типа испытательного оборудования и оптимизация параметров работы оборудования для обеспечения высокой воспроизводимости результатов испытаний и их соответствия зарубежным данным по тепловыделению;
определение показателей тепловыделения авиационных материалов: трехслойных панелей, стекло- и органопластиков, сотового заполнителя, декоративных покрытий, а также элементов трехслойных панелей для выявления наиболее критичных составных частей;
поиск корреляции между показателями тепловыделения и другими методами оценки пожарной опасности материалов;
определение показателей тепловыделения существующих материалов для выявления влияния технологии изготовления, определение влияния химического состава и строения материалов на скорость выделения тепла и изучение влияния декоративного покрытия на регистрируемые показатели тепловыделения материалов с целью оптимизации разработки новых материалов с повышенными пожаробезопасными характеристиками.
1.3. Научная новизна
Впервые проведено систематическое изучение влияния на показатели тепловыделения материалов как параметров работы испытательного оборудования, так и факторов обусловленных влиянием химического состава, строения и технологии изготовления:
определены оптимальные параметры работы оборудования, обеспечивающие высокую воспроизводимость результатов испытаний;
обобщено влияние химического состава, строения, толщины, содержания связующего и технологии изготовления материала на скорость выделения тепла, определяемую в соответствии с авиационными требованиями;
установлена значительная роль внешнего декоративного покрытия на процесс выделения тепла всем элементом конструкции.
1.4. Практическая ценность
Заключается в создании, опробовании и оптимизации работы единственной в России испытательной базы для обеспечения сертификации авиационной техники в части пожаробезопасности; проведении испытаний по определению показателей тепловыделения отечественных и импортных материалов, используемых в настоящее время; определении факторов, технологических путей и способов, позволяющих разрабатывать и изготавливать материалы соответствующие требованиям авиационных норм по пожаробезопасности.
1.5. Автор защищает:
методологию проведения испытаний;
выбор оптимального химического состава и технологии изготовления материалов;
необходимость применения термостойких декоративных покрытий, сочетающих наряду с декоративными и защитные свойства.
1.6. Личное участие автора
Результаты экспериментальных и теоретических исследований, включенные в диссертацию, получены автором лично или при его непосредственном участии. Автор участвовал в определении направлений исследования, выборе объектов и методов испытаний, обсуждении и интерпретации полученных результатов, формулировке выводов.
1.7. Апробация работы
Результаты работы докладывались и обсуждались на конференции "Совершенствование огнезащиты древесных и целлюлозных материалов" (Киев в 1987), VI Всесоюзной конференции по горению полимеров и созданию ограниченно горючих материалов (Суздаль в 1988), конкурсе НИР ВИАМ в 1988; Первой Всероссийской конференции "Полимерные материалы пониженной горючести" (Волгоград в 1994), III Международной конференции "Полимерные материалы пониженной горючести" (Волгоград в 1998).
1.8. Публикации
Основные результаты работы отражены в 4 публикациях, 1 стандарте предприятия и 10 технических отчетах.
1.9. Объем и структура диссертации
