Uçak Yapısında Kompozit Malzemeler

Kompozit malzemeler, Uçak Endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve mühendislerin, malzemeleri bireysel olarak kullanırken önümdeki engelleri aşmalarına izin vermiştir. Oluşturan malzemeler kimliklerini kompozitler içinde tutar ve aksi halde birbirleriyle tamamen birleşmezler. Birlikte, malzemeler, yapısal özellikleri geliştirilmiş bir 'melez' malzeme oluşturur. Uçaklarda kullanılan yaygın kompozit malzemeler arasında cam elyafı, karbon elyaf ve elyaf takviyeli matris sistemleri veya bunların herhangi birinin bir kombinasyonu bulunur.

Tüm bu malzemeler arasında cam elyafı en yaygın kompozit malzemedir ve ilk kez 1950'lerde teknelerde ve otomobillerde yaygın olarak kullanılmıştır.

Kompozit Malzeme Havacılığa Giriyor

Federal Havacılık Ajansı'na göre, kompozit malzeme II. Dünya Savaşı'ndan beri var. Yıllar geçtikçe, bu eşsiz malzeme harmanı daha popüler hale gelmiştir ve bugün birçok farklı uçak türünde ve planörlerde bulunabilir.Uçak yapıları genel olarak yüzde 50 ila 70 oranında kompozit malzemeden yapılmıştır.

Fiberglas ilk olarak 1950'lerde yolcu jetinde Boeing tarafından havacılıkta kullanılmıştır. Boeing, yeni 787 Dreamliner'ı 2012'de piyasaya sürdüğünde, uçağın yüzde 50 kompozit malzeme olduğu övündü. Bugün sıraya giren yeni uçaklar, neredeyse hepsi tasarımlarına bir çeşit kompozit malzeme ekliyor.

Her ne kadar kompozitler havacılık endüstrisinde sayısız avantajları nedeniyle büyük sıklıkta kullanılmaya devam etseler de, bazıları bu malzemelerin havacılık için güvenlik riski oluşturduğunu söylüyor. Aşağıda, ölçekleri dengeliyoruz ve bu malzemenin avantajlarını ve dezavantajlarını tartıyoruz.

Avantajları

Ağırlık azaltma, kompozit malzeme kullanımının en büyük avantajıdır ve onu uçak yapısında kullanmanın kilit faktörüdür. Elyaf takviyeli matris sistemleri çoğu uçakta bulunan geleneksel alüminyumdan daha güçlüdür ve pürüzsüz bir yüzey sağlar ve yakıt verimliliğini artırır, bu da büyük bir fayda sağlar.

Ayrıca, kompozit malzemeler diğer yapı tipleri kadar kolay paslanmazlar. Metal yorgunluğundan çatlamazlar ve yapısal esneme ortamlarında iyi tutarlar. Kompozit tasarımlar aynı zamanda alüminyumdan daha uzun dayanır, bu da daha az bakım ve onarım maliyeti anlamına gelir.

Dezavantajları

Çünkü kompozit malzemeler kolayca kırılmaz, bu da iç yapının hiç zarar görüp görmediğini zorlaştırır ve tabii ki bu, kompozit malzemeyi kullanmak için tek dezavantajı olan tek şeydir. Buna karşılık, kolayca bükülüp büküldüğü için, yapısal hasarı tespit etmek oldukça kolaydır. Ek olarak, nihayetinde maliyetli olan kompozit bir yüzey zarar gördüğünde onarımlar çok daha zor olabilir.

Ayrıca, kompozit malzemede kullanılan reçine, 150 dereceye kadar düşük sıcaklıklarda zayıflar ve bu uçakların yangından kaçınmak için ekstra önlemler almasını sağlar. Kompozit malzemelerle ilgili yangınlar, toksik dumanları ve mikro partikülleri havaya bırakarak sağlık risklerine neden olabilir. 300 derecenin üzerindeki sıcaklıklar yapısal bozulmaya neden olabilir.

Son olarak, kompozit malzemeler pahalı olabilir, ancak yüksek başlangıç ​​maliyetlerinin tipik olarak uzun vadeli maliyet tasarrufları ile dengelendiği iddia edilebilir.