複合材料は航空機産業で広く使用されており、材料を個別に使用する際に私が抱いていた障害をエンジニアが克服できるようにしました。 構成材料は複合材料中にそれらのアイデンティティを保持し、他の場合には完全に互いに融合しない。 これらの材料は一緒になって、改善された構造特性を有する「ハイブリッド」材料を生成する。 航空機に使用される一般的な複合材料には、ガラス繊維、炭素繊維、および繊維強化マトリックスシステムまたはこれらの任意の組み合わせが含まれる。
これらの材料の中でも、ガラス繊維は最も一般的な複合材料であり、1950年代にボートや自動車に広く使用されました。
複合材料が航空に進出
連邦航空局によると、複合材料は第二次世界大戦以来周りにあります。 長年にわたり、このユニークな材料のブレンドはますます普及しており、今日では、グライダーだけでなく、さまざまな種類の航空機にも使用されています。 航空機の構造は、一般に、50〜70パーセントの複合材料で構成されています。
ファイバーグラスは、1950年代に旅客機でボーイング社が航空に使用されました。 ボーイング社は2012年に787ドリームライナーを新型機に投入した際、航空機は50％の複合材料であることを誇りに思っていました。 今日、ラインを横断している新しい航空機は、ほとんどすべての種類のコンポジット材料を設計に取り入れています。
複合材料は、多くの利点のために航空業界で頻繁に使用され続けていますが、これらの材料もまた航空機に安全上のリスクをもたらします。
以下では、スケールをバランスさせ、この材料の長所と短所を比較します。
利点
軽量化は、コンポジット材料の使用の最大の利点の1つであり、 航空機構造に使用する際の重要な要素です。 繊維強化マトリックスシステムは、ほとんどの航空機に見られる伝統的なアルミニウムよりも強く、滑らかな表面を提供し、燃費を向上させます。これは大きな利点です。
また、複合材料は、他のタイプの構造物ほど容易に腐食しない。 彼らは金属の疲れから亀裂を起こさず、構造的屈曲環境をよく支えています。 コンポジットデザインはアルミより長く続き、メンテナンスや修理のコストも少なくて済みます。
短所
複合材料は容易に破損しないので、内部構造が全く損傷していないかどうかを知ることは困難であり、もちろん、複合材料を使用することの不利益に関する単一のものである。 対照的に、アルミニウムの曲がりおよびへこみのために、構造的損傷を検出することは非常に容易である。 さらに、修復は、複合表面が損傷した場合にはるかに困難であり、最終的には高価になる。
また、複合材料に使用されている樹脂は、150度という低温でも弱くなり、火災を避けるためにこれらの航空機が特別な注意を払うことが重要です。 複合材料に関わる火災は、有毒なフュームや微粒子を大気中に放出し、健康上のリスクを引き起こす可能性があります。 300度を超える温度は構造的な故障を引き起こす可能性があります。
最後に、複合材料は高価である可能性があるが、高い初期費用は通常は長期的なコスト削減によって相殺されると主張することができる。