Materiale compozite în structura aeronavei

Materialele compozite sunt utilizate pe scară largă în industria aeronavelor și au permis inginerilor să depășească obstacolele pe care le-am făcut atunci când folosesc materialele individual. Materialele constitutive își păstrează identitatea în compozite și nu se îmbină complet reciproc. Împreună, materialele creează un material "hibrid" care are proprietăți structurale îmbunătățite. Materialele compozite obișnuite utilizate pe avioane includ fibră de sticlă, fibră de carbon și sisteme de matrice armate cu fibre sau orice combinație a oricăror dintre acestea.

Dintre toate aceste materiale, fibra de sticla este cel mai comun material compozit și a fost utilizat pe scară largă în ambarcațiuni și automobile în anii 1950.

Materialul compozit își face drumul în aviație

Potrivit Agenției Federale de Aviație, materialul compozit a fost în jurul valorii de după al doilea război mondial. De-a lungul anilor, acest amestec unic de materiale a devenit din ce în ce mai popular, iar astăzi se găsesc în multe tipuri de avioane, precum și pe planete.Structurile aeronavelor sunt în mod obișnuit alcătuite din materiale compozite de 50 până la 70%.

Fibra de sticlă a fost folosită pentru prima dată în aviație de către Boeing în avionul său de pasageri în anii 1950. Când Boeing și-a lansat noul 787 Dreamliner în 2012, sa lăudat că aeronava era de 50% material compozit. Avioanele noi care se rostogolesc astăzi aproape toate încorporează un fel de material compozit în desenele lor.

Deși compozitele continuă să fie utilizate cu mare frecvență în industria aviatică datorită numeroaselor avantaje, unii spun că aceste materiale prezintă, de asemenea, un risc de siguranță pentru aviație. Mai jos, echilibram balanțele și cântărim avantajele și dezavantajele acestui material.

avantaje

Reducerea greutății este cel mai mare avantaj al utilizării materialelor compozite și este factorul cheie în utilizarea acesteia în structura aeronavei. Sistemele de matrițe cu fibră de sticlă sunt mai puternice decât cele tradiționale de aluminiu găsite pe majoritatea aeronavelor și oferă o suprafață netedă și o eficiență sporită a consumului de combustibil, ceea ce reprezintă un beneficiu uriaș.

De asemenea, materialele compozite nu corodează la fel de ușor ca alte tipuri de structuri. Ei nu crăpau de oboseala metalică și se rețin bine în medii structurale flexibile. Design-urile compozite durează și mai mult timp decât aluminiul, ceea ce înseamnă mai puține costuri de întreținere și reparații.

Dezavantaje

Deoarece materialele compozite nu se rup ușor, este greu de spus dacă structura interioară a fost deteriorată deloc și acest lucru este, desigur, singurul dezavantaj cel mai important pentru utilizarea materialului compozit. Dimpotrivă, datorită alunecărilor și alunecărilor de aluminiu, este ușor de detectat deteriorarea structurală. În plus, reparațiile pot fi mult mai dificile atunci când o suprafață compozită este deteriorată, ceea ce devine în cele din urmă costisitor.

De asemenea, rășina utilizată în materialul compozit slăbește la temperaturi de până la 150 de grade, ceea ce face ca aceste aeronave să ia măsuri de precauție suplimentare pentru a evita incendiile. Incendiile implicate în materiale compozite pot degaja fumuri toxice și micro-particule în aer, provocând riscuri pentru sănătate. Temperaturile de peste 300 de grade pot provoca defecțiuni structurale.

În cele din urmă, materialele compozite pot fi costisitoare, deși se poate susține că costurile inițiale mari sunt de obicei compensate de economiile pe termen lung ale costurilor.