Vật liệu composite được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp máy bay và đã cho phép các kỹ sư vượt qua những trở ngại khi tôi sử dụng vật liệu riêng lẻ. Các vật liệu cấu thành giữ lại bản sắc của chúng trong vật liệu tổng hợp và không kết hợp hoàn toàn với nhau. Cùng với nhau, các vật liệu tạo ra một vật liệu 'lai' đã cải thiện tính chất cấu trúc. Vật liệu tổng hợp phổ biến được sử dụng trên máy bay bao gồm sợi thủy tinh, sợi carbon và hệ thống ma trận cốt sợi hoặc bất kỳ sự kết hợp nào của các loại này.
Trong tất cả các vật liệu này, sợi thủy tinh là vật liệu tổng hợp phổ biến nhất và lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong các tàu thuyền và xe hơi trong những năm 1950.
Vật liệu composite làm cho đường vào hàng không
Theo Cơ quan Hàng không Liên bang, vật liệu composite đã có từ Thế chiến II. Trong những năm qua, sự pha trộn độc đáo của vật liệu này đã trở nên phổ biến hơn bao giờ hết, và ngày nay có thể được tìm thấy trong nhiều loại máy bay khác nhau, cũng như những chiếc tàu lượn. Các cấu trúc máy bay thường được tạo thành từ 50 đến 70 phần trăm vật liệu composite.
Sợi thủy tinh lần đầu tiên được sử dụng trong ngành hàng không của Boeing trong máy bay phản lực chở khách vào những năm 1950. Khi Boeing tung ra chiếc 787 Dreamliner mới của mình vào năm 2012, nó tự hào rằng chiếc máy bay này là vật liệu composite 50%. Máy bay mới lăn ra khỏi dòng ngày nay gần như tất cả kết hợp một số loại vật liệu composite vào thiết kế của họ.
Mặc dù vật liệu tổng hợp tiếp tục được sử dụng với tần số lớn trong ngành công nghiệp hàng không do nhiều lợi thế của chúng, một số nói rằng những vật liệu này cũng gây ra nguy cơ an toàn cho hàng không.
Dưới đây, chúng tôi cân bằng quy mô và cân nhắc những lợi thế và bất lợi của vật liệu này.
Ưu điểm
Giảm trọng lượng là lợi thế lớn nhất duy nhất của việc sử dụng vật liệu composite và là yếu tố quan trọng trong việc sử dụng nó trong cấu trúc máy bay . Hệ thống ma trận gia cố bằng sợi mạnh hơn nhôm truyền thống được tìm thấy trên hầu hết máy bay, và chúng cung cấp một bề mặt nhẵn và tăng hiệu suất nhiên liệu, đây là một lợi ích rất lớn.
Ngoài ra, vật liệu composite không ăn mòn dễ dàng như các loại cấu trúc khác. Chúng không bị nứt do sự mệt mỏi của kim loại và chúng hoạt động tốt trong môi trường uốn cong cấu trúc. Thiết kế composite cũng kéo dài hơn nhôm, có nghĩa là chi phí bảo trì và sửa chữa ít hơn.
Nhược điểm
Bởi vì vật liệu composite không bị vỡ dễ dàng, nên khó có thể biết được cấu trúc bên trong có bị hỏng hay không và điều này, tất nhiên, là nhược điểm duy nhất liên quan đến việc sử dụng vật liệu composite. Ngược lại, vì nhôm uốn cong và vết lõm dễ dàng, nó là khá dễ dàng để phát hiện thiệt hại cấu trúc. Ngoài ra, sửa chữa có thể khó khăn hơn nhiều khi bề mặt composite bị hư hỏng, và cuối cùng trở nên tốn kém.
Ngoài ra, nhựa được sử dụng trong vật liệu composite làm suy yếu ở nhiệt độ thấp đến 150 độ, làm cho nó quan trọng đối với các máy bay này để có biện pháp phòng ngừa thêm để tránh cháy. Cháy liên quan đến vật liệu composite có thể phát ra khói độc và vi hạt vào không khí, gây ra những rủi ro về sức khỏe. Nhiệt độ trên 300 độ có thể gây ra lỗi cấu trúc.
Cuối cùng, vật liệu composite có thể tốn kém, mặc dù nó có thể được lập luận rằng chi phí ban đầu cao thường bù đắp bằng tiết kiệm chi phí dài hạn.