Hermetycznie zamknięte systemy elektroniczne w samolotach
Zaawansowane materiały wzmocnione włóknem mają wiele zalet, wysoce przydatnych w zastosowaniach lotniczych. W przeciwieństwie do swoich metalowych odpowiedników, są one lżejsze, a także można je nakładać warstwami w celu zwiększenia wytrzymałości i sztywności oraz poprawy wytrzymałości zmęczeniowej i odporności na korozję. Przy odpowiednich rozwiązaniach konstrukcyjnych ich zastosowanie pozwala też na obniżenie kosztów montażu dzięki zmniejszeniu liczby drobnych części i łączników. Projekt SEALEDBOX (Aerospace housing for extreme environments) potwierdził możliwość wykorzystania materiałów kompozytowych do ochrony urządzeń elektronicznych znajdujących się w bezciśnieniowych obszarach samolotu. Do demonstracji rozwiązania SEALEDBOX wybrano jednostkę sterowania silnikiem hermetycznie zamkniętej, lekkiej i taniej obudowy. Uczeni przeprojektowali górne i dolne osłony, aby potwierdzić możliwości techniczne i ekonomiczne zastosowania materiałów kompozytowych do obudowy układów elektronicznych. Głównym materiałem wybranym do wytworzenia osłon były standardowe wytrzymałe włókna węglowe oraz spełniająca wymogi obowiązujące w lotnictwie żywica epoksydowa. Kluczem do utrzymania kosztów produkcji na niskim poziomie okazało się zastosowanie technologii infuzji żywicy. Zespół przeprowadził test próbek materiału, aby przeanalizować różne rozwiązania. Szczegółowe analizy dowiodły, że osłony są odporne na wysoce dynamiczne warunki. Wybrany laminat spełnił wymagania w zakresie ciężaru, jak i sztywności, a uzyskane parametry termiczne były porównywalne z aluminiowym odpowiednikiem obudowy. Wyprodukowane konstrukcje kompozytowe przeszły pomyślnie testy umasienia oraz przepuszczalności piasku i pyłów. Prace optymalizacyjne pomogły w wyeliminowaniu uszkodzeń podczas malowania. Obudowy urządzeń elektronicznych chronią podzespoły przed ekstremalnymi warunkami, zapobiegają rozpraszaniu ciepła i zakłóceniom radiowym oraz zapewniają ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Zastosowanie wytrzymalszych materiałów kompozytowych ma ważne implikacje dla poprawy wydajności elektroniki mocy.
Słowa kluczowe
Samolot, elektronika, materiały kompozytowe, sprzęt elektroniczny, lotniczy
