Response of Composite Panels with Conductive Coatings Submitted to Emulated Lightning Strikes

De nouvelles méthodes de conception et de fabrication pour obtenir des matériaux conducteurs électriquement sont régulièrement développées. L'évaluation de la performance d'un matériau conducteur pour la protection contre la foudre (LCF) repose habituellement sur des essais et des analyses approfondis nécessitant l'accès à une infrastructure imposante. Cela peut entraîner des retards considérables dans le programme de recherche et / ou des dépenses déraisonnablement élevées. Cependant, lors de recherche exploratoire portant sur le développement de matériaux conducteurs pour LCF, il n'est financièrement pas viable ou techniquement productif de passer à travers la gamme complète de tests de foudre standardisés qui produisent des résultats binaires «go no-go». Le temps nécessaire pour de telles études approfondies est également difficile à justifier. Une étape de pré-qualification est donc souhaitable car elle peut servir de mécanisme de rétroaction pour améliorer la préparation/conception de matériaux avancés avant qu'ils ne soient soumis à des tests à grande échelle plus dispendieux et longs. Il est donc nécessaire de développer des équipements abordables et de nouveaux protocoles de test / analyse qui permettent une évaluation préliminaire mais holistique de nouveaux matériaux pour LCF. Cette nécessité est la principale motivation de cette thèse de doctorat. Le premier objectif de cette thèse porte sur la conception de montages expérimentaux à faible coût en divisant le test de foudre standard en deux parties distinctes. Un nouveau circuit d'émulateur d'impulsions capable de produire une amplitude de crête de 40 kA a été conçu et fabriqué, tandis que des alimentations commerciales pouvant produire jusqu'à 500 A DC ont été utilisées pour tester les matériaux LSP contre des courants continus. Cet arrangement réduit la complexité et maximise la sécurité des circuits respectifs, menant à une meilleure rentabilité. Les émulateurs ont également été conçus avec une grande flexibilité afin d'accommoder des échantillons avec une large gamme de conductivités et pour reproduire diverses formes d'ondes. Les signaux d'onde émulés ici sont conformes aux normes SAE. Le deuxième objectif porte sur la caractérisation et l'analyse des matériaux conducteurs. Différents matériaux conducteurs, chacun avec leurs propres méthodes de fabrication, ont été étudiés comme revêtements pour LCF de l'avion.