مواد کامپوزیت به طور گسترده ای در صنعت هواپیما استفاده می شود و به مهندسان اجازه داده اند تا از موانعی که در هنگام استفاده از مواد به صورت جداگانه استفاده می شود غلبه کنند. مواد تشکیل دهنده هویت خود را در کامپوزیت ها حفظ می کنند و در غیر این صورت به طور کامل به یکدیگر متصل نمی شوند. با هم، مواد یک ماده ترکیبی هستند که خواص ساختاری را بهبود می بخشد. مواد کامپوزیتی معمولی که در هواپیما استفاده می شود شامل فایبرگلاس، فیبر کربن و سیستم های ماتریس تقویت شده فیبر یا هر ترکیبی از هر یک از این ها است.
از همه این مواد، فایبرگلاس شایع ترین مواد کامپوزیتی است و برای اولین بار به طور گسترده در قایق ها و خودرو ها در دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفت.
مواد کامپوزیت راه خود را به هواپیمایی تبدیل می کند
طبق گزارش آژانس فدرال هوایی، مواد کامپوزیت از زمان جنگ جهانی دوم بوده است. در طول سالها، این ترکیب منحصر به فرد از محبوبیت بیشتری برخوردار بوده و امروزه می توان در بسیاری از هواپیماهای مختلف و همچنین گلایدر یافت. سازه های هواپیما معمولا از 50 تا 70 درصد مواد کامپوزیت تشکیل می شود.
فایبر گلاس اولین بار در سال 1950 توسط هواپیمایی بوئینگ در جت مسافربری خود استفاده شد. هنگامی که بوئینگ در سال 2012 جدید 787 Dreamliner خود را معرفی کرد، افتخار می کند که این هواپیما 50 درصد مواد کامپوزیت است. امروزه هواپیمای جدیدی که از خط خط رانده می شود، تقریبا همه انواع مواد کامپوزیتی را به طرح های خود اضافه می کنند.
با وجودی که کامپوزیت ها با توجه به مزایای متعدد آنها با فرکانس زیاد در صنایع هوایی همچنان مورد استفاده قرار می گیرند، برخی معتقدند که این مواد نیز خطرناکی برای حمل و نقل هوایی هستند.
در زیر ما مقیاس ها را تعادل می دهیم و مزایا و معایب این ماده را وزن می کنیم.
مزایای
کاهش وزن تنها بزرگترین مزیت استفاده از مواد کامپوزیتی است و عامل کلیدی در استفاده از آن در ساختار هواپیما است . سیستم های ماتریس تقویت شده با فیبر قوی تر از آلومینیوم سنتی موجود در اکثر هواپیما ها هستند و آنها سطح صاف و بازدهی سوخت را افزایش می دهند که یک مزیت بزرگ است.
همچنین مواد کامپوزیتی به راحتی به عنوان انواع دیگر سازه ها آسیب نمی بینند. آنها از خستگی فلز کراک ندارند و در محیط های خمشی ساختاری خوب عمل می کنند. طرح های کامپوزیت نیز طولانی تر از آلومینیوم است، که به معنی کاهش هزینه های نگهداری و تعمیر است.
معایب
از آنجا که مواد کامپوزیتی به آسانی شکستن نمی یابند، به سختی می توان گفت که آیا ساختار داخلی به طور کامل آسیب دیده است یا خیر. البته این تنها یکی از دلایل عدم استفاده از مواد کامپوزیت است. در مقابل، به علت خم شدن آلومینیوم و دم، به راحتی می توان آسیب ساختاری را تشخیص داد. علاوه بر این، در صورتی که یک سطح کامپوزیت آسیب دیده باشد، تعمیرات می تواند بسیار مشکل باشد، که در نهایت هزینه می شود.
همچنین رزین مورد استفاده در مواد کامپوزیتی در دمای کمتر از 150 درجه کاهش می یابد و این مهم است که این هواپیما برای جلوگیری از آتش سوزی احتیاط بیشتری انجام دهد. آتش سوزی هایی که در مواد کامپوزیت دخیل هستند می توانند گازهای سمی و ذرات کوچک را به هوا وارد کنند و باعث ایجاد خطرات بهداشتی شوند. دمای بالاتر از 300 درجه می تواند باعث شکست ساختاری شود.
در نهایت، مواد کامپوزیتی می تواند گران باشد، گرچه می توان گفت که هزینه های اولیه اولیه به طور معمول با صرفه جویی در هزینه های طولانی مدت جبران می شود.