Komposittmaterialer i flykonstruksjon

Komposittmaterialer er mye brukt i flyindustrien og har gitt ingeniører mulighet til å overvinne hindringer som har vært meg når man bruker materialene individuelt. De sammensatte stoffene beholder sine identiteter i komposittene og blander ikke ellers helt inn i hverandre. Sammen produserer materialene et "hybrid" materiale som har forbedrede strukturelle egenskaper. Vanlige komposittmaterialer som brukes på fly inkluderer glassfiber-, karbonfiber- og fiberforsterkede matrisesystemer eller enhver kombinasjon av noen av disse.

Av alle disse materialene er glassfiber det vanligste komposittmaterialet og ble først brukt mye i båter og biler på 1950-tallet.

Komposittmateriale gjør veien til luftfart

Ifølge Federal Aviation Agency har komposittmaterialet eksistert siden andre verdenskrig. Gjennom årene har denne unike materialblandingen blitt stadig mer populær, og i dag finnes det i mange forskjellige typer fly, samt glidebiler.Flykonstruksjoner består vanligvis av 50 til 70 prosent komposittmateriale.

Fiberglass ble først brukt i luftfart av Boeing i sin passasjestråle på 1950-tallet. Da Boeing rullet ut sin nye 787 Dreamliner i 2012, skryte det at flyet var 50 prosent komposittmateriale. Nytt fly som ruller av linjen i dag, inneholder nesten alle slags komposittmateriale i deres design.

Selv om kompositter fortsetter å bli brukt med stor frekvens i luftfartsindustrien på grunn av deres mange fordeler, sier noen at disse materialene også utgjør en sikkerhetsrisiko for luftfart. Nedenfor balanserer vi vektene og veier fordelene og ulempene ved dette materialet.

Fordeler

Vektreduksjon er den største fordelen ved bruk av komposittmateriale og er nøkkelfaktoren ved bruk av den i flykonstruksjon. Fiberforsterkede matrisesystemer er sterkere enn tradisjonell aluminium som finnes på de fleste fly, og de gir en jevn overflate og øker drivstoffeffektiviteten, noe som er en stor fordel.

Dessuten korroderer ikke komposittmateriale like enkelt som andre typer strukturer. De knekker ikke fra metallmasse og de holder seg godt i strukturelle bøyningsmiljøer. Komposittdesign varer også lenger enn aluminium, noe som betyr færre vedlikeholds- og reparasjonsutgifter.

ulemper

Fordi komposittmaterialer ikke brytes enkelt, gjør det vanskelig å fortelle om den indre strukturen har blitt skadet i det hele tatt, og dette er selvsagt det mest uhensiktsmessige ved bruk av komposittmaterialet. I motsetning til at det er lett å detektere strukturelle skader på grunn av aluminiumbøyninger og bukser. I tillegg kan reparasjoner være mye vanskeligere når en kompositt overflate er skadet, noe som til slutt blir kostbar.

Også harpiksen som brukes i komposittmateriale svekkes ved temperaturer så lave som 150 grader, noe som gjør det viktig for disse flyene å ta ekstra forholdsregler for å unngå branner. Branner involvert med komposittmaterialer kan slippe giftige damp og mikropartikler i luften, og forårsake helserisiko. Temperaturer over 300 grader kan forårsake strukturelle feil.

Til slutt kan komposittmaterialer være dyre, selv om det kan argumenteres for at de høye innledende kostnadene vanligvis oppveies av langsiktige kostnadsbesparelser.