Kompozit anyagok a repülőgép szerkezetében

A kompozit anyagokat széles körben használják a repülőgépiparban, és lehetővé tették a mérnökök számára, hogy leküzdjék az akadályokat, amelyek az anyagok egyénileg történő használatakor voltak. Az alkotóanyagok megőrzik identitásukat a kompozitokban, és másképp nem egyesülnek egymásba. Az anyagok együttesen olyan „hibrid” anyagot hoznak létre, amely javított szerkezeti tulajdonságokkal rendelkezik. A repülőgépeken használt általános kompozit anyagok közé tartozik az üvegszál, a szénszál és a szálerősítésű mátrixrendszerek, vagy ezek bármely kombinációja.

Ezen anyagok közül az üvegszál a legelterjedtebb kompozit anyag, és először széles körben használták hajókban és autókban az 1950-es években.

Kompozit anyag Az utat a légi közlekedésbe teszi

A szövetségi légiforgalmi ügynökség szerint a kompozit anyag a második világháború óta van. Az évek során ez az egyedülálló anyagkeverék egyre népszerűbbé vált, és ma már számos különböző repülőgépben, valamint vitorlázókban is megtalálható.A légi járműszerkezetek általában 50-70 százalékos összetett anyagból állnak.

Az üvegszálakat először a légi közlekedésben használták fel a Boeing az 1950-es években a személyszállító repülőgépében. Amikor 2012-ben a Boeing új 787-es Dreamliner-t dobott ki, büszkélkedhet, hogy a repülőgép 50% -ban összetett anyag. Az új vonalak, amelyek ma a sorból indulnak, szinte mindegyike valamilyen kompozit anyagot tartalmaz a terveikbe.

Bár a kompozitok továbbra is nagy gyakorisággal használhatók a légiközlekedési ágazatban számos előnyük miatt, néhányan azt mondják, hogy ezek az anyagok szintén veszélyt jelentenek a légi közlekedésre. Az alábbiakban kiegyensúlyozzuk a mérlegeket, és megmérjük az anyag előnyeit és hátrányait.

Előnyök

A súlycsökkentés az összetett anyaghasználat egyetlen legnagyobb előnye, és a kulcsfontosságú tényező a repülőgép-szerkezetben való felhasználásában. A szálerősítésű mátrixrendszerek erősebbek, mint a legtöbb repülőgépen található hagyományos alumínium, és sima felületet biztosítanak és növelik az üzemanyag-hatékonyságot, ami hatalmas előny.

A kompozit anyagok nem korrodálnak olyan könnyen, mint más típusú szerkezetek. Nem repednek a fémfáradtságtól, és a strukturális hajlító környezetben is jól érezhetőek. A kompozit minták hosszabbak, mint az alumínium, ami kevesebb karbantartási és javítási költséget jelent.

hátrányok

Mivel a kompozit anyagok nem törik le könnyen, ezért nehéz megmondani, hogy egyáltalán nem sérült-e meg a belső szerkezet, és ez természetesen az egyetlen, ami a kompozit anyag használatának hátrányára vonatkozik. Ezzel szemben az alumínium kanyarok és merevítések miatt könnyen felismerhető a szerkezeti károsodás. Emellett a javítások sokkal nehezebbek lehetnek, ha egy összetett felület sérült, ami végül költségesebb lesz.

Emellett a kompozit anyagban használt gyanta 150 fokos hőmérsékleten gyengül, így fontos, hogy ezek a légi járművek extra óvintézkedéseket tegyenek a tüzek elkerülése érdekében. A kompozit anyagokkal kapcsolatos tüzek mérgező füstöket és mikro részecskéket szabadíthatnak fel a levegőbe, ami egészségügyi kockázatot okozhat. A 300 fok feletti hőmérséklet szerkezeti meghibásodást okozhat.

Végül a kompozit anyagok drágaak lehetnek, bár érvelhetünk arról, hogy a magas kezdeti költségeket általában a hosszú távú költségmegtakarítások ellensúlyozzák.