шоссе Энтузиастов, 5, г. Балашиха 143903, Россия
Entuziastov Highway, 5, Balashikha 143903, Russia
шоссе Энтузиастов, 5, г. Балашиха 143903, Россия
Entuziastov Highway, 5, Balashikha 143903, Russia
шоссе Энтузиастов, 5, г. Балашиха 143903, Россия
Entuziastov Highway, 5, Balashikha 143903, Russia
В исследовании сопоставлялись свойства углерод-углеродных композитов, применяемых в авиационных тормозах. Рассматривались композиты на основе графитированных и карбонизованных волокон и матриц из каменноугольного пека и на основе пироуглерода. Фрикционные испытания проводились на полноразмерных тормозных дисках (трёхдисковый стенд) и на модельных образцах (испытательная машина УМТ-2168). Обнаружен значительный рост износа композитов на основе пироуглеродной матрицы при рулёжных торможениях в интервале температур 50—250 °С. Износ композитов на основе пековой матрицы не зависел от температуры на поверхности трения. Обнаружено, что «третье тело» композитов на базе пироуглерода имеет более грубую структуру с различимыми отдельными абразивными частицами; его твёрдость более чем в два раза выше твёрдости «третьего тела» композитов на пековой матрице. Приведено распределение пор по размерам для композитов на разных матрицах, показана разница в количестве и размерах дефектов структуры. Обоснована разница в износе материалов при рулёжных торможениях. Отмечено, что с увеличением степени анизотропии пековой матрицы износ материала снижается. Измерен износ на режимах рулёжных торможениях образцов с гибридной матрицей, имеющих разное соотношение каменноугольного пека и пироуглерода. Углерод-углеродные композиты, содержащие 45 и более процентов пековой составляющей в матрице имеют стабильный пониженный износ на рулёжных торможениях вне зависимости от схемы армирования. Показана возможность снижения износа при рулёжных торможениях композитов на пироуплотненных матрицах путём модификации матрицы пеком.
The study compared properties of carbon-carbon composites for aircraft brakes manufacturing. Composites based on various graphitized and carbonized fibers, coal, tar pitch and pyrocarbon matrices were considered. Friction tests were carried out on full-size brake discs (3-disk stand) and on model samples (testing machine UTM-2168). A significant wear increase of composites based on pyrocarbon matrix was found during taxi braking in the temperature range of 50—250 °C. Wear of composites based on coal tar pitch matrix did not depend on the temperature of friction surface. It was found, that the “third body” of composites based on pyrocarbon has a coarse, rough structure with distinct individual abrasive particles; its hardness is more than twice as high as hardness of “third body” of composites based on pitch matrix. The size distribution of pores for composites based on different matrices is given, the difference in the quantity and size of structural defects is illustrated. The variation in wear of materials during taxi braking is explained. The increase of anisotropy degree of the pitch matrix, provided the decrease of wear of the material. The wear was measured during taxi braking of specimens with a hybrid matrix having a different ratio of coal tar pitch and pyrocarbon components. Carbon-carbon composites containing 45 percent or more of the pitch component in matrix have stable reduced wear during taxi braking, regardless of the reinforcement scheme. The possibility of reducing wear during taxi braking of composites on pyrocompacted matrices by modifying the matrix with pitch is shown.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.