Композитни материјали у структури ваздухоплова

Композитни материјали су у широкој употреби у авионској индустрији и омогућили су инжењерима да превазиђу препреке које сам ја користио приликом појединачног коришћења материјала. Саставни материјали задржавају свој идентитет у композитима и не спајају се потпуно један у други. Материјали заједно стварају 'хибридни' материјал који има побољшана структурна својства. Уобичајени композитни материјали који се користе у авионима укључују фиберглас, карбонска влакна и матричне системе ојачане влакнима или било коју комбинацију било којег од ових.

Од свих ових материјала, фиберглас је најчешћи композитни материјал и први пут се широко користи у бродовима и аутомобилима педесетих година прошлог века.

Композитни материјал чини свој пут у авијацију

Према Савезној агенцији за ваздухопловство, композитни материјал постоји још од Другог светског рата. Током година, ова јединствена мешавина материјала постала је све популарнија, а данас се може наћи у многим различитим врстама авиона, као и једрилицама.Структуре авиона обично се састоје од 50 до 70 процената композитног материјала.

Фибергласс је први пут коришћен у авијацији од стране Боеинга у свом путничком авиону 1950-их. Када је Боинг 2012. године испоручио свој нови 787 Дреамлинер, хвалио се да је авион 50 посто композитни материјал. Нови авиони који се данас вуку са линије готово сви укључују у своје дизајне неку врсту композитног материјала.

Иако се композити и даље често користе у авиоиндустрији због бројних предности, неки кажу да ови материјали представљају и сигурносни ризик за авијацију. У наставку ми балансирамо скале и измеримо предности и недостатке овог материјала.

Предности

Смањење тежине је највећа предност употребе композитног материјала и кључни је фактор у његовој употреби у структури авиона. Матрични системи ојачани влакнима су јачи од традиционалног алуминијума који се налазе на већини авиона, и пружају глатку површину и повећавају ефикасност горива, што је велика предност.

Такође, композитни материјали не кородирају тако лако као остали типови конструкција. Они се не испуцавају од замора метала и добро се држе у структурним флексибилним окружењима. Композитни дизајн такође траје дуже од алуминијума, што значи мање трошкова одржавања и поправке.

Недостаци

Због тога што се композитни материјали не ломе лако, тешко је утврдити да ли је унутрашња структура уопште оштећена и то је, наравно, најнеповољнији недостатак за коришћење композитног материјала. Насупрот томе, због лаких алуминијумских завоја и удубљења, веома је лако детектовати оштећења конструкције. Поред тога, поправке могу бити много теже када је композитна површина оштећена, што у коначници постаје скупо.

Такође, смола која се користи у композитном материјалу слаби на температурама од само 150 степени, због чега је важно да ови авиони предузму додатне мере предострожности да би избегли пожаре. Пожари са композитним материјалима могу испуштати токсичне паре и микро-честице у ваздух, што доводи до здравствених ризика. Температуре изнад 300 степени могу проузроковати структуралне грешке.

Коначно, композитни материјали могу бити скупи, иако се може тврдити да су високи почетни трошкови обично компензовани дугорочним уштедама трошкова.