为什么我们要开发冰雹冲击测试装置
你有没有想过，现代技术和材料是如何被开发出来，以保护你和飞机免受诸如含有冰雹的雷暴的影响？由于其复杂的失效机制，纤维增强复合材料部件需要针对此类负载情况进行实验测试，有时会出现不可预知的结果。
例如，考虑Xycomp® DLF™（非连续长纤维）。多年来，这种材料在替代航空应用中复杂形状的金属部件方面显示出巨大的前景。不幸的是，尽管有非常好的低速（跌落重量）冲击行为和冲击强度后的压缩低击穿，但早期对这种材料的高速冰雹冲击行为提出了不确定性，这妨碍了在可能发生这种情况的地方采用这种材料。作为一个应用实例，这样的负载情况在涡轮风扇发动机的前部特别关键，因为在冲击过程中释放的任何材料都可能被发动机摄入，并可能造成灾难性的后果。因此，在承诺用DLF开发此类关键部件之前，有必要验证其冰雹冲击能力。
由于测试的费用和物流，冰雹冲击数据非常有限，在一个客户对层压板样品进行探索性测试的例子中，结果很差。
为了充分研究这个问题，格林特卫的先进技术小组启动了一个TD（技术开发）项目，旨在更好地了解DLF在高速冲击下的行为并加以改进。在测试验证了低速和高速冲击行为是完全不同的，而且落重测试不能用来预测冰雹冲击性能后，很明显测试能力将是一个关键的组成部分。测试的灵活性以允许快速的研究迭代循环被认为是项目成功的一个主要因素，但提供这种服务的公认的测试设施的数量有限，测试成本，以及由于当时的大流行病而不断扩大的限制，使得实现这种愿景非常困难。因此，在2020年初决定发展内部冰雹影响测试能力。
必须克服许多障碍，从确定如何在有限的空间内达到所需的200米/秒以上的速度，到找到一种在有限的空间内准确测量冲击速度的方法。冰雹制造过程本身也需要仔细考虑，因为一个普通的 "冰块 "就像在冰箱里发现的那样，会从外面向内凝固，产生严重的内部应力，（正如我们发现的那样）导致冰雹在加速阶段破裂，使设备变成一个不太有用的雪炮。经过一些规划、更多的测试和几个迭代循环，测试能力最终被确定下来，实际的材料调查可以开始。
在其目前的配置中，该冲击测试夹具有一个腔室，可以测试最大尺寸为600 x 500 x 300毫米的部件，速度高达300米/秒。已经用直径2英寸和1.5英寸的冰雹进行了测试。测试的观察是使用高速摄像机进行的，每秒可记录超过10,000帧。
在过去的一年中，所获得的知识使格林-特威德公司开发并展示了新型DLF材料和应用设计概念，达到或超过了传统连续纤维复合材料的高速冲击阻力，此外还对非连续复合材料的破坏行为有了更好的理解。目前，几个有冰雹冲击要求的航空应用正在开发中，很好地利用了内部测试能力和 "经验教训"。
