Kompositmaterial i flygplansstruktur

Kompositmaterial används ofta inom flygindustrin och har gjort det möjligt för ingenjörer att övervinna hinder som varit mig när man använde materialen individuellt. De beståndsdelar som materialet behåller sina identiteter i kompositerna och inte helt eller delvis sammanfogar varandra. Tillsammans skapar materialen ett "hybrid" material som har förbättrade strukturella egenskaper. Vanliga kompositmaterial som används på flygplan inkluderar glasfiber-, kolfiber- och fiberförstärkta matrissystem eller någon kombination av något av dessa.

Av alla dessa material är glasfiber det vanligaste kompositmaterialet och användes först i båtar och bilar på 1950-talet.

Kompositmaterial gör sin väg till luftfart

Enligt Federal Aviation Agency har kompositmaterialet funnits sedan andra världskriget. Under årens lopp har denna unika materialblandning blivit allt populärare, och idag finns det i många olika typer av flygplan, liksom glidflygplan. Flygplansstrukturer består vanligen av 50 till 70 procent kompositmaterial.

Glasfiber användes första gången i flygningen av Boeing i sin passagerarjet på 1950-talet. När Boeing rullade ut sin nya 787 Dreamliner under 2012 skryts det att flygplanet var 50 procent kompositmaterial. Nya flygplan som rullar av linjen idag innehåller nästan alla slags kompositmaterial i sina konstruktioner.

Även om kompositer fortsätter att användas med stor frekvens inom flygindustrin på grund av deras många fördelar, säger vissa att dessa material också utgör en säkerhetsrisk för luftfart.

Nedan balanserar vi vågorna och väger fördelarna och nackdelarna med detta material.

Fördelar

Viktminskning är den enskilt största fördelen med användning av kompositmaterial och är nyckelfaktorn för att använda den i flygplansstruktur. Fiberförstärkta matrissystem är starkare än traditionellt aluminium som finns på de flesta flygplan, och de ger en jämn yta och ökar bränsleeffektiviteten vilket är en stor fördel.

Korroderar inte kompositmaterial lika lätt som andra typer av strukturer. De knäcker inte av metallmattning och de håller sig bra i strukturella böjande miljöer. Sammansatta konstruktioner varar också längre än aluminium, vilket innebär färre underhålls- och reparationskostnader.

Nackdelar

Eftersom kompositmaterial inte bryts lätt gör det svårt att berätta om den inre strukturen har blivit skadad alls och det är självklart det enskilt mest om nackdelen med att använda kompositmaterialet. I motsats till det är det lätt att upptäcka strukturskador på grund av aluminiumböjningar och bucklor lätt. Dessutom kan reparationer vara mycket svårare när en sammansatt yta är skadad, vilket i slutändan blir dyr.

Även hartset som används i kompositmaterialet försämras vid temperaturer så låga som 150 grader, vilket gör det viktigt för dessa flygplan att vidta extra försiktighetsåtgärder för att undvika bränder. Bränder som är inblandade i kompositmaterial kan släppa ut giftiga ångor och mikropartiklar i luften och orsaka hälsorisker. Temperaturer över 300 grader kan orsaka strukturfel.

Slutligen kan kompositmaterial vara dyra, även om det kan argumenteras att de höga initialkostnaderna vanligtvis kompenseras av långsiktiga kostnadsbesparingar.