36, 37 Влияние атмосферных условий на свойства металлов и неметаллических материалов.

Различные атмосферные факторы (температура, влажность, солнечная радиация и др.) приводят к возникновению и развитию коррозионных процессов на металлических поверхностях, а также к изменению свойств неметаллических материалов

Влага. Постоянное наличие в атмосфере паров воды, которые при понижении температуры могут конденсироваться в виде мельчайших капель, образующих в ряде случаев сплошную пленку на внешних и внутренних поверхностях авиационных конструкций, а также непосредственное воздействие на авиационную технику атмосферных осадков, обусловливают протекание коррозионных процессов на металлических поверхностях. На рис. 8 и 9 представлены зависимости между температурно-влажностными характеристиками воздуха и скоростью протекания атмосферной коррозии.

Самолет, находясь на открытом воздухе, постоянно подвергается воздействию влаги (дождь, роса, конденсат, который осаждается на поверхности самолета после его возвращения из полета на высоте нескольких тысяс метров). С верхних поверхностей самолета влага сравнительно быстро испаряется под действием солнечной радиации и ветра. На нижних поверхностях и в закрытых объемах она задерживается значительно дольше. Поэтому коррозионные поражения чаще встречаются на нижних поверхностях обшивки и особенно там, где влага задерживается длительное время, например, под зализом крыла с фюзеляжем.

Температура. Скорость любого химического процесса возрастает при повышении температуры. Это касается многих коррозионных процессов, процессов сорбции влаги неметаллическими материалами и процессов старения неметаллических материалов.

Повышенные температуры. Некоторые части самолетов при эксплуатации подвергаются нагреву. Обшивки сверхзвуковых самолетов при скоростяхполета 2000-2500 км/ч нагреваются до 100-130 ^ОС. Детали реактивного двигателя (корпус, камера сгорания, выхлопное устройство, рама крепления) нагреваются до 200-400⁰С. Тепло, излучаемое двигателем, нагревает окружающие его обшивки мотогондолы, фюзеляжа до 100-150°С.

Пленкообразователь лакокрасочного покрытия, связующее полимерных композиционных материалов и клеевые материалы при длительном нагреве подвергаются термоокислительной деструкции. Степень деструкции зависит от типа пленкообразователя. Однако в любом случае она приводит к потере массы пленкообразователя и к снижению физико-механических и защитных свойств.

Низкие температуры. Важным фактором, отрицательно действующим на долговечность лакокрасочного покрытия, является холод. Современные самолеты после старта уже через 10-15 мин попадают в область отрицательных температур, и поверхность самолета начинает быстро охлаждаться до температуры минус (50-60)^ОС. Обшивка сверхзвуковых самолетов в летнее время на первом этапе полета охлаждается до температуры минус (15-20)⁰С и затем при сверхзвуковой скорости разогревается до + (100-130)^ОС в отличие от обшивки дозвуковых самолетов.

Солнечная радиация. Энергия одного кванта света Е = hv , где h - постоянная Планка; v - частота электромагнитных колебаний, обратно пропорциональная длине световой волны. Поэтому при длине волны 2,95*10⁵ пм энергия кванта составит 4*10² кДж/моль и будет сопоставима с прочностью связи углерода С-С. В табл. 13 сопоставлены значения прочности связи некоторых соединений и энергии светового излучения, вызывающей их диссоциацию.

Интенсивность солнечной радиации на поверхности земли зависит от климатической зоны.

Солнечное излучение на указанной высоте содержит значительно большее количество коротковолновой радиации. Находясь на таких высотах, самолет выходит за зону облаков, где его поверхность в любую погоду подвергается интенсивному облучению.

Механические нагрузки. Вибрация и знакопеременные нагрузки в обшивке самолета в полете и резкие перегрузки при взлете и посадке существенно влияет на физико-механические свойства лакокрасочных покрытий. Установлено, что при воздействии знакопеременных нагрузок происходит изменение эластичности и адгезии пленки полиaкриловой эмали. Потеря эластичности и aдгeзии после воздействия знакопеременной нагрузки, особенно при отрицательных температурах, указывает на необратимые процессы механической деструкции полимерного пленкообразрвателя.

Агрессивные жидкости. В процессе эксплуатации самолета лакокрасочное покрытие подвергается воздействию топлив (бензина, керосина); смазочных масел (минеральных или синтетических), гидрожидкости НГЖ-5У, ядохимикатов (жидких и порошкообразных), антиобледенительных жидкостей и различных моющих составов. При действии этих веществ на поверхность лакокрасочного покрытия возможны разрушения, связанные с набуханием и даже с растворением пленкообразователя. При этом происходит размягчение (потеря твердости) пленки, изменение внешнего вида, ослабление адгезии. В большинстве случаев такие изменения вызывают только временное ухудшение свойств покрытия, например, при действии керосина и антиобледенительных составов.