Materiali compositi nella struttura dell'aeromobile

I materiali compositi sono ampiamente usati nell'industria aeronautica e hanno permesso agli ingegneri di superare gli ostacoli che ero io quando usavo i materiali individualmente. I materiali costitutivi mantengono la loro identità nei materiali compositi e non si fondono in altro modo completamente l'uno nell'altro. Insieme, i materiali creano un materiale "ibrido" che ha migliorato le proprietà strutturali. I comuni materiali compositi usati sugli aeroplani includono fibra di vetro, fibra di carbonio e sistemi a matrice rinforzata con fibre o qualsiasi combinazione di questi elementi.

Di tutti questi materiali, la fibra di vetro è il materiale composito più comune ed è stata utilizzata per la prima volta in barche e automobili negli anni '50.

Il materiale composito si fa strada nell'aviazione

Secondo la Federal Aviation Agency, il materiale composito è in circolazione dalla seconda guerra mondiale. Nel corso degli anni, questa miscela unica di materiale è diventata sempre più popolare e oggi può essere trovata in molti diversi tipi di aeroplani, oltre che in vele.Le strutture aeronautiche sono comunemente composte con il 50-70% di materiale composito.

La vetroresina è stata utilizzata per la prima volta nell'aviazione da Boeing nel suo aereo passeggeri negli anni '50. Quando Boeing ha lanciato il suo nuovo 787 Dreamliner nel 2012, si è vantato del fatto che l'aereo era composto per il 50% da materiale composito. I nuovi aeromobili che stanno uscendo dalla linea oggi quasi tutti incorporano una sorta di materiale composito nei loro progetti.

Sebbene i compositi continuino ad essere utilizzati con grande frequenza nel settore dell'aviazione a causa dei loro numerosi vantaggi, alcuni dicono che questi materiali rappresentano anche un rischio per la sicurezza del trasporto aereo. Di seguito, bilanciamo le bilance e pesiamo i vantaggi e gli svantaggi di questo materiale.

vantaggi

La riduzione del peso è il singolo grande vantaggio dell'uso di materiali compositi ed è il fattore chiave per utilizzarlo nella struttura dell'aeromobile. I sistemi a matrice fibrorinforzata sono più resistenti rispetto all'alluminio tradizionale presente sulla maggior parte degli aerei e offrono una superficie liscia e aumentano l'efficienza del carburante, il che rappresenta un enorme vantaggio.

Inoltre, i materiali compositi non si corrodono facilmente come altri tipi di strutture. Non si spezzano per l'affaticamento del metallo e resistono bene negli ambienti di flessione strutturale. I design compositi durano anche più a lungo dell'alluminio, il che significa meno costi di manutenzione e riparazione.

svantaggi

Poiché i materiali compositi non si rompono facilmente, ciò rende difficile capire se la struttura interna è stata danneggiata e questo, ovviamente, è lo svantaggio più rilevante per l'utilizzo del materiale composito. Al contrario, a causa di piegature e ammaccature di alluminio facilmente, è abbastanza facile rilevare danni strutturali. Inoltre, le riparazioni possono essere molto più difficili quando una superficie composita è danneggiata, che alla fine diventa costosa.

Inoltre, la resina utilizzata nel materiale composito si indebolisce a temperature fino a 150 gradi, il che rende importante per questi aerei prendere ulteriori precauzioni per evitare gli incendi. Gli incendi coinvolti con materiali compositi possono rilasciare fumi tossici e micro-particelle nell'aria, causando rischi per la salute. Temperature superiori a 300 gradi possono causare guasti strutturali.

Infine, i materiali compositi possono essere costosi, sebbene si possa sostenere che i costi iniziali elevati sono generalmente compensati da risparmi sui costi a lungo termine.