Kompozicinės medžiagos orlaivių konstrukcijoje

Kompozitinės medžiagos plačiai naudojamos orlaivių pramonėje ir leido inžinieriams įveikti kliūtis, kurios buvau man naudojant medžiagas atskirai. Sudėtinės medžiagos išlaiko savo tapatybę kompozituose ir kitaip visiškai nesusiliečia. Kartu medžiagos sukuria „hibridinę“ medžiagą, turinčią geresnes struktūrines savybes. Paprastos kompozicinės medžiagos, naudojamos lėktuvuose, apima stiklo pluošto, anglies pluošto ir pluoštu sustiprintas matricų sistemas arba bet kurį iš jų derinį.

Iš visų šių medžiagų stiklo pluoštas yra labiausiai paplitusi kompozicinė medžiaga ir 1950-aisiais pirmą kartą buvo plačiai naudojama laivuose ir automobiliuose.

Kompozitinė medžiaga padaro kelią į aviaciją

Pasak Federalinės aviacijos agentūros, kompozicinė medžiaga buvo maždaug nuo Antrojo pasaulinio karo. Per daugelį metų šis unikalus medžiagų mišinys tapo vis populiaresnis, ir šiandien jį galima rasti įvairiuose lėktuvuose, taip pat sklandytuvuose.Orlaivių konstrukcijos dažniausiai susideda iš 50–70 proc. Kompozicinės medžiagos.

Stiklo pluoštas pirmą kartą buvo naudojamas aviacijos sektoriuje „Boeing“ 1950-aisiais. Kai „Boeing“ 2012 m. Išleido naują 787 „Dreamliner“, jis pasidžiaugė, kad orlaivis buvo 50 proc. Naujasis lėktuvas, nuvažiavęs iš linijos, beveik visose savo dizaino sudėtyje yra tam tikros sudėtinės medžiagos.

Nors dėl daugybės privalumų, aviacijos pramonėje kompozitai vis dar naudojami labai dažnai, kai kurie teigia, kad šios medžiagos kelia pavojų aviacijos saugumui. Žemiau mes subalansuojame svarstykles ir pasveriame šios medžiagos privalumus ir trūkumus.

Privalumai

Svorio mažinimas yra vienintelis didžiausias kompozitinių medžiagų naudojimo privalumas ir yra pagrindinis veiksnys, naudojant jį orlaivio struktūroje. Pluoštu sustiprintos matricos sistemos yra stipresnės už tradicinį aliuminį, esančias daugelyje orlaivių, ir jos užtikrina sklandų paviršių ir padidina kuro efektyvumą, o tai yra didžiulė nauda.

Be to, kompozitinės medžiagos nekorozuoja taip lengvai, kaip ir kitų tipų konstrukcijos. Jie neužsikimšia nuo metalo nuovargio ir gerai išlaiko struktūrines lankstymo aplinkas. Kompoziciniai dizainai taip pat trunka ilgiau nei aliuminis, o tai reiškia mažiau priežiūros ir remonto išlaidų.

Trūkumai

Kompozitinės medžiagos nesunkiai sulaužomos, todėl sunku pasakyti, ar vidinė konstrukcija apskritai buvo pažeista, ir tai, žinoma, yra vienintelė labiausiai dėl nepalankios sudėtinės medžiagos naudojimo. Priešingai, dėl lengvo aliuminio lenkimo ir įlenkimo yra gana lengva nustatyti struktūrinius pažeidimus. Be to, taisymas gali būti daug sunkiau, kai sugadintas sudėtinis paviršius, kuris galiausiai tampa brangus.

Be to, kompozicinėje medžiagoje naudojama derva silpnėja esant 150 laipsnių temperatūrai, todėl svarbu, kad šie orlaiviai imtųsi papildomų atsargumo priemonių, kad būtų išvengta gaisrų. Su sudėtinėmis medžiagomis susiję gaisrai gali išleisti toksiškus dūmus ir mikroelementus į orą, o tai kelia pavojų sveikatai. Temperatūra virš 300 laipsnių gali sukelti struktūrinį gedimą.

Galiausiai, sudėtinės medžiagos gali būti brangios, nors galima teigti, kad dideles pradines išlaidas paprastai kompensuoja ilgalaikis išlaidų taupymas.