همچنان صنعت هوافضا در مصرف کامپوزیت ها پیشگام می باشد و این امر به علت تمایل بازار...
بازار کامپوزیت در صنعت هوافضا همچنان صنعت هوافضا در مصرف کامپوزیت ها پیشگام می باشد و این امر به علت تمایل بازار به سبک سازی وسایل حمل و نقل با هدف کاهش انتشار آلاینده ها و افزایش بازده سوخت می باشد. اما در قیاس با دیگر صنایع که با آغوش باز به استقبال کامپوزیت ها می روند، فرآیند پذیرش و تایید مواد جدید در صنعت هوا فضا زمان بر و هزینه بر می باشد. مخزن شیمیایی , مخزن آب , مخزن اسید با این حال، مدت زیادی است که سازندگان تجهیزات اصلی در صنعت هوافضا سودمندی استفاده از کامپوزیت ها نسبت به فلزات را از نظر انعطاف در طراحی، تعدیل ارتعاشات و نسبت بالای استحکام به وزن آن را پی برده اند. بنابراین سازندگان تجهیزات اصلی تا به حال از کامپوزیت ها برای ساخت سازه هایی که بتوانند بارهای اعمالی را تحمل کنند و حجمی بزرگ داشته باشند همانند بال ها، بدنه و باله عقب هواپیما، بالابرها، قسمت متحرک بال هواپیما (aileron) و بستر موتور (nacelles) استفاده کرده اند. مخز
سید به تازگی کامپوزیت ها به علت خواص FST (آتش، دود و سمیت) بهتر و همچنین خاصیت ضد میکروبی در کاربردهای دیگری مثل پنجره ها، قطعات کابین هواپیما، اهرم نگهدارنده (rests arm) و تزئینات داخلی هم نفوذ کرده اند. در بازار کامپوزیت ها، پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن نخستین پاسخوگی نیاز صنعت به سبک وزنی می باشند. به نظر می رسد سهم کامپوزیت های الیاف کربن به علت امکان جایگزینی آلومینیوم و فولاد در سازه های تحت بار دارند، در سالهای آینده افزایش یابد. همچنین کامپوزیت های الیاف کربن به علت قابلیت استفاده در تیغه های پروانه (blades fan)، پوشش آیرودینامیکی روی توپی ملخ هواپیما (spinners)، مجراها ، برگرداننده جریان خروجی موتور پیشرانه ها (thrust reversers)، لوله های هواکش (vent tubes) و پوشش محافظ موتور، ماده اصلی در بخش موتور هواپیما می باشند اما با توجه به ماهیت تقاضای صنعت هوافضا، زنجیره ارزش جریان بالادستی الیاف کربن با چالش هایی نظیر هزینه و تامین روبه رو می باشتد. نیاز به هزینه های تولید کمتر و مواد ارزان تر و نیاز کمتر به مقاومت در برابر ضربه برای کاربردهای داخل فرصت های را برای کاربرد پلیمرهای تقویت شده با الیاف شیشه در این صنعت ایجاد کرده است.
نخست استفاده از کامپوزیت ها در کابردهای داخلی هواپیما ها به علت تمایل افزایش زیبایی به ویژه در هواپیماهای تجاری و درجه یک بود و انتظار می رود در آینده بخش کابین مسافران هم از این نظر پیشرفت کند. با وجود اینکه غالب بحث ها پیرامون استفاده از فناوری کامپوزیت ها به استفاده از الیاف محدود شده است، ماتریس های رزینی هم به همان میزان نقشی مهم در عملکرد کامپوزیت در این کاربرد دارند. رزین های ترموست نظیر اپوکسی بیشترین رزین مورد استفاده در کامپوزیت های الیاف کربن می باشد و به علت خواص مکانیکی و مقاومت شیمیایی عالی این رزین ، استفاده از آن در کاربردهای ساختاری که تحت تنش می باشند در حال افزایش است.
پذیرش رزین های ترموپلاستیک در این صنعت همواره با احتیاط به همراه بوده است چرا که تایید کیفیت ماده گواهینامه صلاحیت پرواز نیازی ضروری می باشد. اما به علت پیشرفت هایی که در فناوری فراورش به وجود آمده است و مزایایی همچون قابلیت بازیافت و وجود ترموپلاستیک های با عملکرد بالا مثل پلی اتراترکتون (PEEK)، پلی آریل اترکتون (PAEK)، پلی اترایمید (PEI) و پلی فنیلن سولفید (PPS)، قابل رقابت با رزین های ترموست شده اند. بزرگ ترین تهدید فرآوری رشد کامپوزیت ها، پیشرفت در فناوری مواد قابل رقابت با آنها می باشد. آلیاژ های آلومینیوم همچنان نقطه اتکای اصلی در بسیاری از مدل های هواپیماها می باشد. سازندگان این مواد همچنین درصدد توسعه نسل جدید آلیاژها می باشند تا بتوانند از نظر عملکرد با کامپوزیت ها رقابت کنند. مخز
شیمیایی , مخزن آب , مخزن اسید آلیاژهای آلومینیوم بیشتر در کاربردهای ساختاری (که قطعه تحت تنش قرار دارد) رقیب کامپوزیت ها به حساب می آیند و موادی مانند سوپرآلیاژها و تیتانیوم که کاربردشان در موتور هواپیماها در حال افزایش می باشد به علت خواص تیریبولوژی و عملکرد حرارتی رقیب کامپوزیت ها می باشند. تجارت در صنعت هوافضا عامل اصلی استفاده از کامپوزیت ها می باشد و انتظار می رود که تا سال ۲۰۲۲ میلادی ۵/۵ درصد رشد کند. با توجه به تعداد سازندگان تجهیزات اصلی این صنعت که بر روی مدل های بر پایه کامپوزیتها تمرکز کرده اند، تقاضا برای کاربرد کامپوزیتها در صنعت هوافضا رشدی زیاد خواهد داشت. بوئینگ ۷۸۷، بوئینگ X777 و ایرباس A350 XWB نخستین هواپیماهایی هستند که شامل این موضوع می شوند. همچنین مدل ۹۱۹-C از شرکت commercial Aircraft Corporation of China,Ltd. که از کامپوزیت ها برای قطعه بزرگی از بدنه هواپیما استفاده می کنند راهی دیگر را برای افزایش رشد کاربرد کامپوزیتها در صنعت هوافضا گشوده است.