محققان برای جلوگیری از سقوط وسائط نقلیه هوایی باید تا حد امکان وزن سازه های مذکور را کاهش دهند. از زمانی که بشر برای اولین بار موفق شد پرواز کردن را تجربه کند، همواره سعی در آن بوده است که در وسایل پروازی، نسبت نیروی رانش به وزن کاهش یابد تا از خطر سقوط جلوگیری شود. امروزه کامپوزیت ها در کاهش وزن هواپیماها نقش مهمی را ایفا میکنند. از میان این کامپوزیت ها می توان به کامپوزیت رزین اپوکسی و الیاف کربن، شیشه و آرامید اشاره نمود. در صنعت هوافضا کامپوزیت های مذکور کاربرد فراوانی دارند اما کامپوزیت رزین اپوکسی و الیاف بور نیز تا حدودی در این صنعت مورد استفاده قرار می گیرند . در واقع الیاف بور، کامپوزیتی است که از رسوب بخار شیمیایی عنصر بور بر روی هسته تنگستن تشکیل می شود.از سال 1987 میلادی به بعد، طی هر دوره زمانی 5ساله، استفاده از کامپوزیت ها در صنعت هوافضا دو برابر شده است. ضمناً در این مدت کامپوزیت های جدیدی نیز تولید شده اند.
استفاده از کامپوزیت ها در بخش های مختلف وسائل نقلیه هوایی
کامپوزیت ها از چنان کارایی بالایی برخوردار می باشند که هم در اجزای سازه ای و هم در قطعات هواپیماها و فضاپیماها مورد استفاده قرار می گیرند. از بالن های هوای گرم و هواپیماهای بدون موتور گرفته تا هواپیماهای مسافربری و جنگی و شاتل های فضایی، همگی از مزایای کامپوزیت ها بهره مند می گردند. گاهی کل هواپیما از کامپوزیت ساخته می شود، نظیر اولین هواپیمای کامپوزیتی بیچ استار شیپ، گاهی نیز تنها قطعاتی نظیر بال، ملخ بالگرد، پروانه هواپیما و صندلیها و یا تزئینات داخلی آنها با استفاده از کامپوزیت ها تولید می گردند.
انواع مختلف کامپوزیت ها از خود خواص مکانیکی متفاوتی را نشان می دهند به همین علت است که هر بخش از هواپیما با یک نوع کامپوزیت خاص تولید می گردد. به عنوان مثال الیاف کربن در برابر خستگی از خود مقاومت بالایی نشان می دهند اما در دهه 1960 میلادی شرکت رولز-رویس متوجه شد که کمپرسور موتور جت این شرکت که از سری RB211 محصولات الیاف کربن شرکت رولز-رویس می باشد، در اثر برخورد پرندگان به پروانه هواپیما می شکند. بنابراین شرکت مذکور دریافت که الیاف کربن برای تولید این قطعه مناسب نیست چون کمپرسور مذکور باید از سفتی بالایی برخوردار باشد. در آن زمان باور این بود که بال های آلومینیومی هواپیما در مقابل خستگی تا حد معینی مقاومت می کنند اما در مورد الیاف کربن چنین باوری وجود نداشت. با این وجود تولید کنندگان الیاف مذکور پیوسته خواص مکانیکی آن را ارتقا دادند و به این ترتیب امروزه مقاومت این الیاف در مقابل خستگی و ضربه بسیار افزایش یافته است. الیاف بور نیز در مقابل خستگی به خوبی مقاومت می کنند، به همین علت الیاف مذکور در بال های هواپیمای جنگی تَکتیکال مورد استفاده قرار گرفت.
الیاف آرامید که تولید آن در انحصار شرکت دوپانت می باشد و با نام تجاری کولار شناخته می گردد، در صفحات لانه زنبوری جدار داخلی مخازن سوخت و کف هواپیماها به کار می رود و ضمن کاهش دادن وزن قسمت های مذکور، بر سفتی آنها می افزاید. از الیاف آرامید در لبه حمله و لبه فرار بال هواپیما نیز استفاده می گردد. توضیح اینکه لبه حمله قسمت جلویی بال است که مستقیماً هوا را می شکافد و اولین قسمتی است که در آغاز پرواز با هوا برخورد می کند. لبه فرار نیز قسمت انتهایی بال و آخرین نقطه ای است هوا پس از عبور از سطوح بالا و پایینی بال، از آن می گذرد.
شرکت بوئینگ در یک برنامه آزمایشی 11000 قطعه فلزی یک بالگرد را با 1500 قطعه یکپارچه کامپوزیتی جایگزین نمود. با این اقدام، دوره تعمیر و نگهداری قطعات مذکور افزایش یافت و مدتی نگذشت که در هواپیماهای تجاری و تفریحی نیز همین جایگزینی اتفاق افتاد. در صنعت هوافضا از الیاف کربن بیش از سایر الیاف استفاده می گردد.
منبع: موسسه کامپوزیت ایران- نشریه الکترونیکی کامپوزیت
استفاده از کامپوزیت ها در بخش های مختلف وسائل نقلیه هوایی
کامپوزیت ها از چنان کارایی بالایی برخوردار می باشند که هم در اجزای سازه ای و هم در قطعات هواپیماها و فضاپیماها مورد استفاده قرار می گیرند. از بالن های هوای گرم و هواپیماهای بدون موتور گرفته تا هواپیماهای مسافربری و جنگی و شاتل های فضایی، همگی از مزایای کامپوزیت ها بهره مند می گردند. گاهی کل هواپیما از کامپوزیت ساخته می شود، نظیر اولین هواپیمای کامپوزیتی بیچ استار شیپ، گاهی نیز تنها قطعاتی نظیر بال، ملخ بالگرد، پروانه هواپیما و صندلیها و یا تزئینات داخلی آنها با استفاده از کامپوزیت ها تولید می گردند.
انواع مختلف کامپوزیت ها از خود خواص مکانیکی متفاوتی را نشان می دهند به همین علت است که هر بخش از هواپیما با یک نوع کامپوزیت خاص تولید می گردد. به عنوان مثال الیاف کربن در برابر خستگی از خود مقاومت بالایی نشان می دهند اما در دهه 1960 میلادی شرکت رولز-رویس متوجه شد که کمپرسور موتور جت این شرکت که از سری RB211 محصولات الیاف کربن شرکت رولز-رویس می باشد، در اثر برخورد پرندگان به پروانه هواپیما می شکند. بنابراین شرکت مذکور دریافت که الیاف کربن برای تولید این قطعه مناسب نیست چون کمپرسور مذکور باید از سفتی بالایی برخوردار باشد. در آن زمان باور این بود که بال های آلومینیومی هواپیما در مقابل خستگی تا حد معینی مقاومت می کنند اما در مورد الیاف کربن چنین باوری وجود نداشت. با این وجود تولید کنندگان الیاف مذکور پیوسته خواص مکانیکی آن را ارتقا دادند و به این ترتیب امروزه مقاومت این الیاف در مقابل خستگی و ضربه بسیار افزایش یافته است. الیاف بور نیز در مقابل خستگی به خوبی مقاومت می کنند، به همین علت الیاف مذکور در بال های هواپیمای جنگی تَکتیکال مورد استفاده قرار گرفت.
الیاف آرامید که تولید آن در انحصار شرکت دوپانت می باشد و با نام تجاری کولار شناخته می گردد، در صفحات لانه زنبوری جدار داخلی مخازن سوخت و کف هواپیماها به کار می رود و ضمن کاهش دادن وزن قسمت های مذکور، بر سفتی آنها می افزاید. از الیاف آرامید در لبه حمله و لبه فرار بال هواپیما نیز استفاده می گردد. توضیح اینکه لبه حمله قسمت جلویی بال است که مستقیماً هوا را می شکافد و اولین قسمتی است که در آغاز پرواز با هوا برخورد می کند. لبه فرار نیز قسمت انتهایی بال و آخرین نقطه ای است هوا پس از عبور از سطوح بالا و پایینی بال، از آن می گذرد.
شرکت بوئینگ در یک برنامه آزمایشی 11000 قطعه فلزی یک بالگرد را با 1500 قطعه یکپارچه کامپوزیتی جایگزین نمود. با این اقدام، دوره تعمیر و نگهداری قطعات مذکور افزایش یافت و مدتی نگذشت که در هواپیماهای تجاری و تفریحی نیز همین جایگزینی اتفاق افتاد. در صنعت هوافضا از الیاف کربن بیش از سایر الیاف استفاده می گردد.
منبع: موسسه کامپوزیت ایران- نشریه الکترونیکی کامپوزیت