ЗАЩИТА КАБЕЛЬ-КАНАТА И ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ

© Е.В.Нарышкин, Г.Г.Ковалев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2009 г.

Доклад посвящен основным проблемам эксплуатации кабель-каната в составе воздухоплавательного комплекса, связанным с воздействием внешних факторов и их последствиями (обледенение и удары молнии). Рассмотрены основные пути защиты кабель-каната от воздействия внешних факторов и представлены результаты проделанных работ.

Эксплуатация воздухоплавательных комплексов осуществляется в самых различных условиях окружающей среды, которые влияют как в целом на воздухоплавательный комплекс, так и на отдельные его составные части. Низкая температура окружающей среды в комплексе с осадками создают опасность обледенения поверхности кабель-каната. Обледенение поверхности кабель-каната приводит к увеличению его погонной массы и, следовательно, снижает потенциальные возможности применения воздухоплавательного комплекса, а также создает угрозу обрыва кабель-каната. Существует несколько методов борьбы с обледенением: механический, физико-химический, тепловой. Тепловой способ оказался наиболее реализуемым для кабель-каната как с технологической, так и с практической точки зрения. В качестве элементов конструкции, которые могли бы обеспечить равномерный нагрев поверхности кабель-канат, достаточный для предотвращения образования ледяной корки, предлагается использовать металлическую проволоку из сплава NiCr, характеризующуюся высоким электрическим сопротивлением, или полимерную пленку, обладающую достаточной электропроводностью. Авторами доклада было проведено компьютерное моделирование и показана принципиальная возможность, применения теплового способа как защиты от обледенения для кабель-каната.

Защита воздухоплавательного комплекса от последствий удара молнии является одной из основных задач при их эксплуатации. Объектами поражения разрядами молнии в воздухоплавательном комплексе являются привязной аэростат (оборудование и металлические элементы крепления), полезная нагрузка и кабель-канат. Предотвратить сам разряд молнии при возникновении угрозы является невозможным, поэтому необходимо говорить о защите дорогостоящего оборудования от прямого попадания и устранении последствий поражения воздухоплавательного комплекса молнией. Защита привязного аэростата и полезной нагрузки от попадания молнии осуществляется с помощью системы молниеприемников, размещенной на оболочке привязного аэростата, которые позволяют с большой долей вероятности предотвратить прямое попадание молнии.

Молниезащита кабель-канат – это составная часть молниезащиты воздухоплавательного комплекса; она заключается в отводе больших токов молнии (заземление) после попадания её в молниеприемник. Авторами доклада было предложено использовать в качестве конструкционного элемента кабель-каната (молниезащиты) электропроводящие полимеры. Предполагалось, что электропроводность полимерного материала, изготовленного по нанотехнологиям, увеличится до значения, которое позволяло бы отводить большие токи и распределять сопутствующее им тепло, что давало бы существенные преимущества перед традиционными способами молниезащиты. Проведенный поиск новых материалов позволил получить композитный материал с достаточно высокой электропроводностью по сравнению с ранее известными электропроводящими полимерами. При компьютерном моделировании кабель-каната с молниезащитным покрытием из полимерных материалов стало очевидно, что электрическое сопротивление молниезащитного покрытия пока не обеспечивает необходимой защиты, так как при протекании больших токов происходит перегрев кабель-каната и его разрушение. Дальнейшая работа, по созданию новых молниезащитных покрытий, заключается в поиске и совместной разработке новых композиционных материалов с ведущими организациями в этой области, компьютерном и макетном моделировании новых образцов.