عامل مهم در طراحی سازه های هوایی وزن آنها است زیرا تاثیر مستقیمی بر مصرف سوخت و هزینه های نگهداری در این سازه ها دارد به همین دلیل گرایش به سمت استفاده از کامپوزیتها به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت بالا به خوردگی، مقاومت به سایش و ضربه در این سازه ها به شدت افزایش پیدا کرده است. به همین دلیل در طراحی قطعات مختلف هواپیما از جمله پوسته و بال از کامپوزیتها و پانل های ساندویچی استفاده می کنند.
پیشنهاد می شود مقاله مقایسه کاربرد فلزات و کامپوزیتها در پره هلی کوپتر (ملخ بالگرد) را هم بخوانید.
در بسیاری از فناوری ها با به موادی نیاز داریم که ترکیب غیر معمولی از آلیاژ های فلزی ، سرامیکی و پلیمرهای معمولی باشد . به عنوان مثال در سفینه های فضایی و هواپیما ، زیر دریایی ها و کاربرد های حمل و نقل باید در عین اینکه چگالی کم وجود دارد ، سفتی و مقاومت در برابر سایش و ضربه نیز وجود داشته باشد . برخی انواع کامپوزیت ها آلیاژ های فلزی ، سرامیکی و پلیمری می باشد . فایبر گلاس اولین کامپوزیت مدرن است و هم اکنون نیز متداول ترین کامپوزیت مصرفی در جهان می باشد . امروزه فایبر گلاس تقریبا %65 ازکامپوزیت های مصرفی در جهان را تشکیل میدهد. این کامپوزیت ها در صنایع مختلف مثل ساختمان سازی ، هواپیما و بدنه خودرو ها به کار می رود.
مطالعه این مقاله هم مفید است: مواد مورد استفاده در ساخت پره هلی کوپتر (ملخ بالگرد)
پانل های ساندویچی
از یک هسته میانی که ضعیف و حجیم است و یک پوسته قوی و نازک در دو طرف هسته تشکیل شده اند هسته ضعیف میانی از جنس فوم یا لانه زنبوری است و پوسته های واقع در دو طرف هسته از کامپوزیت های الیاف شیشه یا الیاف طبیعی است .این ساندویچ پانل ها مقاومت بسیار بالاتری نسبت به تک تک اجزای خود دارند و از سبکی فوق العاده ای برخوردار اند و در عین حال کم هزینه هستند و به سرعت ساخت و ساز کمک می کنند.
مزایای ساندویچ پانل ها: به علت استفاده از مواد سبک در هسته وزن پانل به شدت کاهش یافته است. علی رغم کم وزنی و سبکی آن مقاومت فوق العاده ای در برابر انواع بار های فشاری و ضربه ای دارد . این پانل ها نیروی وارده به خود را جذب می کنند و در نتیجه مقاوم تر می شوند . این پانل ها در برابر رطوبت هوا و شرایط محیطی دچار خورندگی نمی شوند و در نتیجه هزینه تعمیر و نگهداری آن پایین می آید و عمر آن طولانی تر می شود . همچنین این ساندویچ پانل ها استحکام بالایی دارند. به همین دلیل تمایل به استفاده از این سازه ها در بدنه و بال هواپیما افزایش پیدا کرده است.
مطالعه مقاله دانلود خلاصه روابط و فرمول های درس کامپوزیت (مواد مرکب) هم پیشنهاد می شود.
در بسیاری از کامپوزیت های لانه زنبوری مثل آنهایی که در بال و بدنه هواپیما به کار می رود ، ممکن است یک پلاستیک به حالت زنبوری در میان دو پوسته کامپوزیتی تقویت شده یا الیاف کربن پیچیده شود. قطعات بال ، دم ، ملخ ها و پره های چرخان در هواپیما عمدتا از کامپوزیت های پیشرفته است . در هواپیماها احتمال شکست کامل کامپوزیت ها نسبت به فلزاتی مانند آلومینیوم در شرایط تنش کمتر است . یک ترک ریز در داخل یک قطعه فلزی می تواند به سرعت گسترش یابد و نتایج مخربی داشته باشد ولی در کامپوزیت های الیاف مانند یک سد در مقابل ترک مقاومت می کنند و تنش را به روی محیط اطراف پخش می کنند . کامپوزیت های تقویت شده در برابر گرما و خوردگی مقاوم هستند.
مطالعه کنید: معرفی انواع مواد مرکب (کامپوزیت ها) و الیاف و ماتریس در کامپوزیت
اگر چه الیاف شیشه از متداول ترین تقویت کننده ها هستند ولی بسیاری از کامپوزیت ها از الیاف نازک کربن خالص تولید می شوند . الیاف کربن از الیاف شیشه محکم ترند ، در نتیجه گران تر هستند . الیاف کربن سبک و در عین حال محکم هستند و این الیاف در سفینه های فضایی استفاده می شوند . الیاف شیشه به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت شیمیایی عالی و همچنین قیمت پایین تر نسبت به الیاف کربن و کولار(kevlar) کاربرد بیشتری دارد . الیاف شیشه ممکن است به صورت الیاف کوتاه ، نبافته ، نخ و یا پارچه باشد . پارچه ها نیز ممکن است از نوع تاری ، پودی و حلقوی باشد که به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت استفاده می شود.
برای مشاهده لیست مدرسین و اساتید فعال در زمینه آموزش درس کامپوزیت در مقطع دانشگاه بر روی عبارت تدریس خصوصی کامپوزیت کلیک نمائید.
