Mekkora a modern repülőgépben használt anyagok átlagos sűrűsége? Bármi is legyen, az átlagos sűrűség csökkenése óta óriási Wright testvérek repült az első praktikus repülőgéppel. A repülőgépek súlyának csökkentésére irányuló törekvés agresszív és folyamatos, és a gyors emelkedő üzemanyagárakkal felgyorsítja. Ez a hajtás csökkenti a fajlagos üzemanyagköltségeket, javítja a hatótávolság / hasznos teher egyenletet és segíti a környezetet. A kompozitok nagy szerepet játszanak a modern repülőgépekben, és a Boeing Dreamliner sem kivétel a csökkenő tömeg tendencia fenntartása szempontjából.
Kompozitok és a súlycsökkentés
A Douglas DC3 (1936-ból származó) felszállási súlya körülbelül 25200 font volt, az utas-kiegészítő pedig körülbelül 25. A maximális hasznos terhelési tartomány 350 mérföld, ez kb. 3 font utas-mérföldönként. A Boeing Dreamliner kiindulási súlya 550 000 font, amely 290 utast szállít. A teljesen megterhelt, több mint 8000 mérföldes távolságnál ez kb. ¼ font az utas mérföldenként - 1100% -kal jobb!
Sugárhajtású motorok, jobb kialakítás, súlymegtakarító technológia, például huzallal repülés - mind hozzájárultak a kvantumugráshoz, de kompozitok hatalmas szerepet játszottak. A Dreamliner repülőgépkeretében, a motorokban és sok más alkatrészben használják őket.
Kompozitok használata a Dreamliner repülőgépkeretben
A Dreamliner repülőgépkeretének közel 50% -a van szénrost megerősített műanyag és egyéb kompozitok. Ez a megközelítés átlagosan 20% -os súlymegtakarítást kínál a hagyományosabb (és elavult) termékekhez képest. alumínium tervez.
A repülőgépkeretben lévő kompozitok karbantartási előnyeik is vannak. Egy tipikusan kötött javításhoz legalább 24 óra repülési idő szükséges, de a Boeing kifejlesztett egy új karbantartási javítási lehetőséget, amely kevesebb, mint egy órát igényel. Ez a gyors technika lehetőséget kínál ideiglenes javításokra és a gyors fordulatszámra, míg az ilyen kisebb sérülések miatt az alumínium repülőgép földelt. Ez érdekes szempont.
A törzset cső alakú szegmensekben kell felépíteni, amelyeket a végső összeszerelés során összekapcsolnak. A kompozitok használatával síkonként 50 000 szegecst takarítanak meg. Minden szegecs helyén karbantartást kellett volna ellenőrizni, mint egy lehetséges hibahelyet. És ez csak szegecsek!
Kompozitok a motorokban
A Dreamliner rendelkezik GE (GEnx-1B) és Rolls Royce (Trent 1000) motorválasztékkal, és mindkettő széles körben használja a kompozitokat. A nacelles (bemeneti és ventilátor burkolatok) egyértelmű jelölés a kompozitok számára. A kompozitokat azonban a GE motorok ventilátorlapáiban is használják. A pengetechnika óriási fejlődést mutatott a Rolls-Royce RB211 napja óta. A korai technológia 1971-ben csődbe ment a vállalatnál, amikor a Hyfil szénszálas ventilátor lapátok kudarcot vallottak a madárcsapda tesztek során.
A General Electric 1995 óta vezető szerepet játszik a titán végű kompozit ventilátorlapátok technológiáján. A Dreamliner erőműben a kompozitokat a 7 fokozatú alacsony nyomású turbina első öt szakaszában használják.
Többet a kevesebb súlyról
Mi lenne néhány számmal? A GE erőmű könnyű ventilátor-tartálya csökkenti a repülőgép tömegét 1200 fontkal (több mint ½ tonna). Az ügyet szénszál fonással erősítik meg. Ez csak a ventilátor tokjának megtakarítása és fontos mutatója a kompozitok szilárdságának / súlyának előnyeinek. Ennek oka az, hogy a ventilátor tokjában ventilátor meghibásodása esetén az összes hulladékot tartalmaznia kell. Ha nem fogja tartalmazni a törmeléket, akkor a motort nem lehet reprezentatív módon tanúsítani.
A turbinalapátokban megtakarított súly megtakarítja a súlyt a szükséges rekeszben és a forgórészekben is. Ez megsokszorozza a megtakarítást és javítja a teljesítmény / súly arányt.
Az összes Dreamliner mintegy 70 000 font (33 tonna) szénszállal erősített műanyagot tartalmaz - ebből körülbelül 45 000 (20 tonna) font szénszálat tartalmaz.
Következtetés
A kompozitok repülőgépekben történő használatának korai tervezési és gyártási problémáit már leküztették. A Dreamliner csúcspontja a repülőgép üzemanyag-hatékonysága, minimalizált környezeti hatás és biztonság. A csökkentett alkatrészszám, az alacsonyabb karbantartási ellenőrzés és a hosszabb üzemidő miatt a támogatási költségek jelentősen csökkennek a légitársaságok üzemeltetői számára.
A ventilátorlapáttól a törzsig, a szárnyakig a mosdóig, a Dreamliner hatékonysága fejlett kompozitok nélkül lehetetlen.