雷击后飞机复合材料燃油箱蒙皮电热损伤特性研究

胡静; 吴天航; 巩翰林; 李志宝; 李小二; 司晓亮

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碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在现代飞机上被大量使用,由于CFRP电导率和传热系数具有各向异性,雷击后,其温度分布与传统金属材料不同。为探究CFRP燃油箱电热损伤特性以对其进行雷电防护,本文利用COMSOL多物理场仿真软件建立CFRP层合板与火焰喷涂铝防护CFRP层合板模拟油箱蒙皮模型进行仿真研究,并开展典型雷电流组合波形的雷电流注入试验对仿真结果进行验证。结果表明:雷电流波形注入后,无防护CFRP板各铺层温度随着纤维方向分布;火焰喷涂铝防护的CFRP板各铺层温度呈近似圆形分布,且高温损伤面积与损伤深度均小于无防护CFRP板;表面温度受雷电流D波的影响大,而损伤深度受B、C*波的影响较大;在雷电波形注入完成后,雷击产生的热量会沿着CFRP铺层向下传导,产生热斑导致底面温度升高,但在2.6 mm厚度条件下未超过200°C;使用火焰喷涂铝能对CFRP燃油箱起到很好的雷电防护效果。

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来源
《复合材料科学与工程》 |2021年第9期|P.68-7388|共7页
作者
胡静; 吴天航; 巩翰林; 李志宝; 李小二; 司晓亮;
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作者单位

中国民航大学航空工程学院天津300300;

中国民航大学航空工程学院天津300300;

中国民航大学航空工程学院天津300300;

强电磁环境防护技术航空科技重点实验室合肥230031飞机雷电防护安徽省重点实验室合肥230031合肥航太电物理技术有限公司合肥230031;

强电磁环境防护技术航空科技重点实验室合肥230031飞机雷电防护安徽省重点实验室合肥230031合肥航太电物理技术有限公司合肥230031;

强电磁环境防护技术航空科技重点实验室合肥230031飞机雷电防护安徽省重点实验室合肥230031合肥航太电物理技术有限公司合肥230031;

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正文语种 chi
中图分类非金属复合材料;
关键词
CFRP; 各向异性; 燃油箱; 电热损伤; 雷电防护;

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