Materiale compozite în structura aeronavei

Materialele compozite sunt utilizate pe scară largă în industria aeronautică și au permis inginerilor să depășească obstacolele care mi-au fost la folosirea materialelor 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 folosite 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 se transformă în aviație

Potrivit Agenției Federale de Aviație, materialul compozit a fost în preajma celui de-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 jetul de pasageri din 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 de pe linia de 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 matrice armate cu fibre 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 cu ușurință, este greu de spus dacă structura interioară a fost deteriorată deloc și acest lucru este, desigur, cel mai dezavantajos 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 important ca aceste aeronave să ia măsuri de precauție suplimentare pentru a evita incendiile. Incendiile implicate în materialele compozite pot elibera fumuri toxice și micro-particule în aer, provocând riscuri pentru sănătate. Temperaturile de peste 300 de grade pot cauza defecțiuni structurale.

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