Тежина је све што се тиче машина које теже од ваздуха, а дизајнери су непрекидно настојали да побољшају омјер подизања и тежине од када је човек први пут ушао у ваздух. Композитни материјали играли су велику улогу у смањењу тежине, а данас се користе три главне врсте у употреби: епокси ојачани угљеничним влакнима, стаклима и арамидама; постоје и други, као што је ојачано бором (сам композит формиран на језгри волфрама).
Од 1987. употреба композита у ваздухопловству се удвостручује сваких пет година, а нови композити редовно се појављују.
Користи
Композити су свестрани, користе се и за структурне примене и за компоненте у свим ваздухопловима и свемирске летелице, од гондола и једрилица са топлим ваздухом, до путничких авиона, борбених авиона, и свемирског Трансфер. Примене се крећу од комплетних авиона као што су Беецх Старсхип до склопова крила, сечива ротора хеликоптера, пропелера, седишта и кућишта инструмената.
Типови имају различита механичка својства и користе се у различитим областима конструкције авиона. На пример, карбонска влакна имају јединствено понашање против умора и крхка су, као што је Роллс-Роице открио током 1960-их када је иновативни млазни мотор РБ211 са ножевима компресора од угљеничних влакана пропао катастрофално због птица Штрајкови.
Док алуминијумско крило има познати век умора метала, угљенична влакна су много мање предвидљива (али драматично се побољшава сваки дан), али бор делује добро (као што је то у крилу напредне тактике) Борац). Арамидна влакна („Кевлар“ је позната заштитна марка у власништву ДуПонт-а) се широко користе у облику лимова саћа за конструкцију врло укочених, веома лаких преграда, резервоара за гориво и пода. Такође се користе у главним и задњим компонентама крила.
У експерименталном програму Боеинг је успешно користио 1.500 композитни делови заменити 11.000 металних компоненти у хеликоптеру. Употреба композитних компоненти уместо метала као дела циклуса одржавања брзо расте у комерцијалном и слободно време.
Све у свему, карбонска влакна су најчешће коришћена композитна влакна у ваздухопловним примењивањима.
Предности
Већ смо се дотакли неких, као што је уштеда на тежини, али овде је потпуна листа:
- Смањење тежине - уштеде у распону од 20% до 50% често се наводе.
- Лако је саставити сложене компоненте користећи аутоматизоване машине за полагање и ротационо обликовање.
- Монококе („једноструке шкољке“) обликоване конструкције дају већу чврстоћу и по много мањој тежини.
- Механичка својства могу се прилагодити дизајну „поставе“, са сужењем дебљина ојачавајуће тканине и оријентације тканине.
- Термичка стабилност композита значи да се не шире прекомерно или не стижу са променом температуре (на пример, стаза од 90 ° Ф на -67 ° Ф на 35 000 стопа у неколико минута).
- Велика отпорност на ударце - Кевлар (арамидни) оклоп такође штити авионе - на пример, смањујући случајна оштећења на стубовима мотора који носе контроле мотора и водове за гориво.
- Висока толеранција на оштећења побољшава преживљавање од незгода.
- Избјегавају се „галвански“ - електрични - корозијски проблеми који би настали када су два различита метала у контакту (посебно у влажним морским срединама). (Овде игра непроводна стаклопластика.)
- Комбиновани умор / корозија проблеми су практично елиминисани.
Будући изглед
Уз све веће трошкове горива и еколошко лобирање, комерцијално летење је под сталним притиском ради побољшања перформанси, а смањење тежине је кључни фактор једнаџбе.
Поред свакодневних трошкова рада, програми одржавања ваздухоплова могу се поједноставити смањењем броја компонената и смањењем корозије. Конкурентска природа посла у ваздухопловству осигурава да се свака могућност за смањење оперативних трошкова истражује и искористи кад год је то могуће.
Такмичење постоји и у војсци, уз континуирани притисак да се повећа оптерећење и домет, карактеристике перформанси лета и „одрживост“, не само авиона, већ и ракета.
Композитна технологија и даље напредује, а појава нових типова, као што су базалтни и угљенични наноцевни облици, сигурно ће убрзати и проширити употребу композита.
Када је реч о ваздухопловству, композитни материјали су ту да остану.