A kompozit anyagokat széles körben használják a légijármű-iparban, és lehetővé tették a mérnökök számára, hogy leküzdjék azokat az akadályokat, amelyek az anyagokat külön-külön használtam. Az alkotóanyagok megőrzik identitásukat a kompozitokban, és egyébként teljesen össze nem olvadnak egymásba. Az anyagok együttesen létrehoznak egy "hibrid" anyagot, amely javította a szerkezeti tulajdonságokat. A repülőgépeken használt közös összetett anyagok közé tartoznak az üvegszálas, szénszálas és szálerősítésű mátrixrendszerek vagy bármelyik ezek kombinációja.
Mindezen anyagok közül az üvegszálas a leggyakoribb összetett anyag, és először széles körben használták a hajók és autók az 1950-es években.
Összetett anyag belép a repülésbe
A szövetségi repülési ügynökség szerint az összetett anyag a második világháború óta létezett. Az évek során ez az egyedülálló anyagkeverék egyre népszerűbbé vált, és ma már számos különböző repülőgépen és vitorlázógépen megtalálható. A repülőgép szerkezeteit általában 50-70 százalékos összetett anyag alkotja.
Az üvegszálat először a Boeing repülés közben használták az utasszállító repülőgépen az 1950-es években. Amikor Boeing 2012-ben kifejlesztette az új 787 Dreamliner- t, azzal dicsekedett, hogy a légi jármű 50 százalékos összetett anyag. Az új repülőgépek ma már csaknem minden vonallal feltekerednek valamilyen kompozit anyagot.
Bár a kompozitok számos előnye miatt továbbra is nagy gyakorisággal használják a légiközlekedési ágazatot, egyesek azt mondják, hogy ezek az anyagok biztonsági kockázatot jelentenek a repülésre.
Az alábbiakban a mérlegeket kiegyensúlyozzuk és mérjük az anyag előnyeit és hátrányait.
Előnyök
A súlycsökkentés az összetett anyagok használatának egyetlen legnagyobb előnye, és ez a legfontosabb tényező a repülőgépszerkezetben való alkalmazáshoz . A szálerősítésű mátrixrendszerek erősebbek, mint a hagyományos repülőgépeknél megtalálható alumínium, és sima felületet biztosítanak, és növelik az üzemanyag-hatékonyságot, ami hatalmas előny.
Továbbá az összetett anyagok nem rozsdásodnak fel olyan könnyen, mint más típusú szerkezetek. Nem szakadnak meg a fémfáradtságtól, és jól állnak a strukturális hajlító környezetekben. Az összetett kialakítások is hosszabbak az alumíniumnál, ami kevesebb karbantartási és javítási költséget jelent.
hátrányok
Mivel az összetett anyagok nem szakadnak meg könnyen, nehéz megmondani, hogy a belső szerkezet károsodott-e, és ez természetesen az egyetlen leginkább hátrányt jelent az összetett anyag használatához. Ezzel szemben, az alumínium kanyarok és a csövecskék miatt könnyen felismerhető a szerkezeti károsodás. Ezenkívül a javítások sokkal nehezebbek lehetnek, ha egy kompozit felület sérült, ami végső soron költséges lesz.
Emellett az összetett anyagban alkalmazott gyanta legalább 150 fokos hőmérsékleten gyengül, ezért fontos, hogy ezek a repülőgépek további óvintézkedéseket tegyenek a tüzek elkerülése érdekében. Az összetett anyagok által okozott tüzek kiszoríthatják a mérgező füstöket és mikroelemeket a levegőbe, ami egészségügyi kockázatot jelent. A 300 fok feletti hőmérsékletek strukturális kudarcot okozhatnak.
Végül, az összetett anyagok költségesek lehetnek, bár meg lehet állítani, hogy a magas kezdeti költségeket jellemzően hosszú távú költségmegtakarítások ellensúlyozzák.