Bahan komposit dalam Struktur Pesawat

Bahan-bahan komposit digunakan secara meluas dalam Industri Pesawat Terbang dan telah membenarkan jurutera mengatasi halangan-halangan yang saya gunakan semasa menggunakan bahan tersebut secara individu. Bahan konstituen mengekalkan identiti mereka dalam komposit dan tidak sebaliknya bergabung sepenuhnya ke dalam satu sama lain. Bersama-sama, bahan-bahan tersebut menghasilkan bahan 'hibrid' yang telah meningkatkan sifat-sifat struktur. Bahan-bahan komposit biasa yang digunakan pada kapal terbang termasuk gentian kaca, serat karbon, dan sistem matriks gentian bertetulang atau sebarang gabungan dari mana-mana.

Daripada semua bahan ini, gentian kaca adalah bahan komposit yang paling biasa dan mula digunakan secara meluas dalam bot dan kereta pada tahun 1950-an.

Bahan Komposit Membuat Laluan Ke Penerbangan

Menurut Agensi Penerbangan Persekutuan, bahan komposit telah wujud sejak Perang Dunia II. Selama bertahun-tahun, gabungan bahan unik ini menjadi semakin popular, dan hari ini boleh didapati dalam pelbagai jenis kapal terbang, serta glider. Struktur pesawat biasanya terdiri daripada 50 hingga 70 peratus bahan komposit.

Fiberglass pertama kali digunakan dalam penerbangan oleh Boeing dalam jet penumpangnya pada tahun 1950-an. Apabila Boeing melancarkan 787 Dreamliner yang baru pada 2012, ia membanggakan bahawa pesawat itu adalah bahan komposit 50 peratus. Pesawat baru yang melancarkan barisan hari ini hampir semua menggabungkan beberapa jenis bahan komposit ke dalam reka bentuk mereka.

Walaupun komposit terus digunakan dengan kekerapan dalam industri penerbangan kerana banyak kelebihannya, ada yang mengatakan bahawa bahan-bahan ini juga menimbulkan risiko keselamatan terhadap penerbangan.

Di bawah, kita mengimbangi skala dan menimbang kelebihan dan kekurangan bahan ini.

Kelebihan

Pengurangan berat badan adalah satu-satunya kelebihan penggunaan bahan komposit dan merupakan faktor utama dalam menggunakannya dalam struktur pesawat. Sistem matriks gentian bertetulang lebih kuat daripada aluminium tradisional yang ditemui pada kebanyakan pesawat, dan mereka memberikan permukaan licin dan meningkatkan kecekapan bahan api, yang merupakan manfaat yang besar.

Selain itu, bahan komposit tidak menghancurkan semudah jenis struktur lain. Mereka tidak retak dari keletihan logam dan mereka bertahan dengan baik dalam persekitaran yang menancapkan struktur. Reka bentuk komposit juga bertahan lebih lama daripada aluminium, yang bermakna kos penyelenggaraan dan pembaikan yang lebih sedikit.

Kekurangan

Oleh kerana bahan komposit tidak mudah pecah, yang membuatnya sukar untuk mengetahui sama ada struktur pedalaman telah rosak sama sekali dan ini sememangnya satu-satunya yang merugikan untuk menggunakan bahan komposit. Sebaliknya, kerana selekoh aluminium dan penyok mudah, ia agak mudah untuk mengesan kerosakan struktur. Di samping itu, pembaikan boleh menjadi lebih sukar apabila permukaan komposit rosak, yang pada akhirnya menjadi mahal.

Selain itu, resin yang digunakan dalam bahan komposit melemahkan pada suhu serendah 150 darjah, menjadikannya penting untuk pesawat ini mengambil langkah berjaga-jaga tambahan untuk mengelakkan kebakaran. Kebakaran yang terlibat dengan bahan komposit boleh melepaskan wasap toksik dan zarah mikro ke udara, menyebabkan risiko kesihatan. Suhu di atas 300 darjah boleh menyebabkan kegagalan struktur.

Akhirnya, bahan komposit boleh mahal, walaupun dapat dikatakan bahawa kos permulaan yang tinggi biasanya diimbangi oleh penjimatan kos jangka panjang.