Materiały kompozytowe są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym i pozwoliły inżynierom pokonywać przeszkody, które były mną podczas indywidualnego korzystania z materiałów. Materiały składowe zachowują swoją tożsamość w kompozytach i nie łączą się całkowicie ze sobą. Materiały te razem tworzą "hybrydowy" materiał o ulepszonych właściwościach strukturalnych. Powszechnie stosowane materiały kompozytowe stosowane w samolotach obejmują włókno szklane, włókno węglowe i wzmocnione włóknami systemy matrycowe lub dowolne ich kombinacje.
Spośród wszystkich tych materiałów, włókno szklane jest najbardziej rozpowszechnionym materiałem kompozytowym i po raz pierwszy było szeroko stosowane w łodziach i samochodach w latach pięćdziesiątych.
Materiał kompozytowy toruje sobie drogę do lotnictwa
Według Federalnej Agencji Lotniczej materiał kompozytowy istnieje od czasów II wojny światowej. Z biegiem lat ta unikalna mieszanka materiałów stała się coraz bardziej popularna, a dziś można ją znaleźć w wielu różnych rodzajach samolotów, a także szybowców. Struktury samolotów składają się zwykle z 50 do 70 procent materiału kompozytowego.
Fiberglass po raz pierwszy zastosowano w lotnictwie przez Boeinga w jego pasażerskim odrzutowcu w latach pięćdziesiątych. Kiedy Boeing wprowadził na rynek swój nowy Dreamliner 787 w 2012 roku, chwalił się, że samolot był w 50 procentach materiałem kompozytowym. Nowe samoloty, które dziś zjechały z linii, prawie wszystkie zawierają pewien rodzaj materiału kompozytowego w swoich projektach.
Chociaż kompozyty nadal są używane z dużą częstotliwością w przemyśle lotniczym ze względu na ich liczne zalety, niektórzy twierdzą, że materiały te stanowią również zagrożenie dla bezpieczeństwa lotniczego.
Poniżej bilansujemy wagę i ważymy zalety i wady tego materiału.
Zalety
Zmniejszenie ciężaru jest największą zaletą wykorzystania materiałów kompozytowych i jest kluczowym czynnikiem w używaniu go w konstrukcji samolotu . Wzmocnione włóknami systemy matrycowe są mocniejsze niż tradycyjne aluminium spotykane na większości samolotów i zapewniają gładką powierzchnię i zwiększają zużycie paliwa, co jest ogromną korzyścią.
Ponadto materiały kompozytowe nie korodują tak łatwo, jak inne typy konstrukcji. Nie pękają od zmęczenia metalu i dobrze się trzymają w strukturalnych warunkach zginania. Konstrukcje złożone również wytrzymują dłużej niż aluminium, co oznacza mniej kosztów konserwacji i napraw.
Niedogodności
Ponieważ materiały kompozytowe nie pękają łatwo, trudno jest stwierdzić, czy struktura wewnętrzna została w ogóle uszkodzona, a to, rzecz jasna, jest najbardziej niekorzystną cechą w przypadku stosowania materiału kompozytowego. W przeciwieństwie do tego, ze względu na łuki aluminiowe i wgniecenia, łatwo można wykryć uszkodzenia strukturalne. Dodatkowo, naprawy mogą być znacznie trudniejsze, gdy uszkodzona jest powierzchnia kompozytowa, co ostatecznie staje się kosztowne.
Ponadto, żywica zastosowana w materiale kompozytowym słabnie w temperaturach tak niskich jak 150 stopni, dlatego ważne jest, aby te samoloty stosowały dodatkowe środki ostrożności, aby uniknąć pożarów. Pożary związane z materiałami kompozytowymi mogą wydzielać toksyczne opary i mikrocząsteczki do powietrza, powodując zagrożenie dla zdrowia. Temperatury powyżej 300 stopni mogą powodować awarię konstrukcji.
Wreszcie, materiały kompozytowe mogą być drogie, chociaż można argumentować, że wysokie koszty początkowe są zazwyczaj kompensowane przez długoterminowe oszczędności.