Niniejszy dokument zawiera wyniki przeprowadzonych w dniu 20.03.2024r badań wytrzymałościowych materiałów nylonowych 40D i łaczeń używanych w uszytym spadochronie main oraz pilot.

Sposób przeprowadzenia testów

Testy przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej MTS Bionix – Servohydraulic Test System. Metodologia przeprowadzenia pomiarów obejmowała umieszczenie skrajnych końców próbki w szczękach narzędzia, następnie zaciśnięcie szczęk z odpowiednio dobranym ciśnieniem zaciskowym. Tak przygotowane próbki umożliwiały rozpoczęcie pomiarów na maszynie poprzez rozciąganie badanego materiału [rysunek 1] aż do momentu rozerwania próbki. Przedmiotem badań były materiały nylonowe 40D użyte do uszycia spadochronów, połączenia wykonane między skrawkami materiału oraz taśmy nośne.

Wykaz próbek

2.1 Taśma nośna polipropylenowa (spadochron pilot) oraz

2.1 Taśma nośna polipropylenowa (spadochron pilot)

2.2 Taśma nośna zszyta „w oczko” (spadochron pilot)

2.2 Dwa płaty materiału zszytego z taśmą nośną (spadochron Main)

a) widok od strony taśmy nośnej

b) widok od strony szwu

2.3. Dwa płaty materiału zszytego z taśmą nośną (spadochron pilot)

a) widok od strony taśmy nośnej

b) widok od strony szwu

3 Wyniki pomiarów

A) Podsumowanie wyników wytrzymałościowych łączeń spadochronu pilot

Średnia siła przy zerwaniu połączenia wynosi – 292,1 (14,3) N.

Odchylenie standardowe wynosi
– 47,3 N

B) Podsumowanie wyników wytrzymałościowych materiału Drogue

Siła przy rozerwaniu materiału użytego do uszycia Drogue– 317,6 N

C) Podsumowanie wyników wytrzymałościowych połączenia Main

Średnia siła przy zerwaniu próbek połączenia maina – 310,3 (24,5) N, a odchylenie standardowe
wynosi – 59,9 N

E) Podsumowanie wyników wytrzymałościowych taśmy użytej do szycia spadochronów

Średnia siła podczas pęknięcia taśmy wynosi – 2,762 (0,081) kN. Odchylenie standardowe
wynosi – 0,115 kN.

F) Podsumowanie wyników wytrzymałościowych szytego połączenia taśmy

Średnia siła podczas pęknięcia taśmy wynosi – 0,92 (0,134) kN. Odchylenie standardowe wynosi
– 0,232 kN.

4. Wnioski:

• 4.1. Wyniki pomiarów próbek z rysunku 7 pokazują, że kluczowy wpływ na
  wytrzymałość materiału ma jakość szwu łączącego materiał. Szew tworzy lokalne
  koncentracje naprężeń wywołane karbami – otworami na nić, które zmniejszają
  wytrzymałość na rozciąganie całego układu. Zerwanie nastąpiło w miejscu szycia, a nie
  w ciągłej części materiału. Wynika z tego, że punkt ten jest najbardziej wrażliwym
  miejscem całego spadochronu.
• 4.2. Różnica pomiędzy zszytymi dwoma paskami materiału z taśmą nośną w
  przypadku spadochronu Main a samym materiałem ripstop wynosi ok. 50 N, czyli ok.
  15%. Różnica ta wynika z przyczyn opisanych we wniosku 4.1. Nie możemy dokonać
  takiego porównania dla materiału użytego w spadochronie pilot, gdyż został wykonany
  jedynie jeden pomiar wytrzymałości samego materiału, ale sądząc po miejscu pękania
  próbek zszytych z taśmą nośną wystąpi podobna zależność.
• 4.3. Opisywane materiały ripstop oraz ich łączenia w obu przypadkach cechują się podobną
  wytrzymałością na rozciąganie, jednak jak mogliśmy zauważyć w punkcie 3.A duże
  znaczenie ma jakość wykonanego połączenia. Zdecydowanie najbardziej wytrzymałym materiałem spośród omawianych jest taśma nośna, która jest ok. 3 razy bardziej wytrzymała od połączenia typu „oczko”.
  

artykuł zawdzięczamy współpracy z Kołem Naukowym PWr in Space działającym pod patronatem Politechniki Wrocławskiej.

Autor: Jakub Szostek