Які рішення зменшити вагу літака
Найпростіший спосіб зменшити витрату палива літака - зменшити його вагу, оскільки на тій же відстані легший літак потребуватиме менше палива.
Для зменшення ваги літака можливо багато рішень: ви можете зіграти на його формі або полегшити обладнання та внутрішню арматуру.
Використання композиційних матеріалів в авіаційній промисловості також може забезпечити значну економію ваги порівняно з механічними сплавами. Композити майже на 20% легші за сталь і в 6 разів міцніші.
Композиційні матеріали - це збірка з декількох не змішуються матеріалів з високою адгезійною здатністю. Структура цих матеріалів складається з двох частин: каркасу, який називається армуванням, що забезпечує механічну міцність, і захисту, званого матрицею, яка найчастіше є пластичним матеріалом і забезпечує зчеплення конструкції.
3D композитна мікроструктура
Композит, виготовлений із вуглецевого волокна та пластику, широко використовується в літаках. Він характеризується стійкістю до корозії та втоми *, низькою щільністю, високою гнучкістю та хорошою електричною та теплопровідністю.
В останні роки композитні матеріали стали домінуючим матеріалом у нових комерційних літаках. Наприклад, композити становлять 50% маси Boeing 787 Dreamliner і 80% його обсягу. Це зменшує його вагу на 20% порівняно з алюмінієвою конструкцією. Це перший літак, який має композитну оболонку, виготовлену з пластифікованого вуглецевого волокна для фюзеляжу та крил. Таким чином, цей літак є легшим та менш енергоємним, близько 20%.
частка композитів у літаку Boeind 787 Dreamliner
Зовсім недавно у своєму A350 компанія Airbus використовує 52% композиційних матеріалів. Таким чином, цей літак є легшим і має зменшену вагу від 10 до 15 тонн. Між різними виробниками літаків встановлюється певна комерційна "боротьба" !
Боїнг проти Ербаса: комерційна бійка, прес-мультфільм, 2005
Композиційні матеріали, що використовуються у фюзеляжі, мають ще одну перевагу. Більший опір матеріалів дозволяє вважати вікна вдвічі більшими, щоб проникнути більше світла в пристрій, що призводить до певної економії електроенергії. Тому всі ці переваги не є незначними. Тому композити мають певне майбутнє і, ймовірно, будуть розвиватися у більшості нових літаків.
Однак ми повинні пам’ятати про межі композиційних матеріалів: вони дуже дорогі і чутливі до ударів. Найменший недолік може спричинити великі деформації та значну шкоду. Таким чином, інженери вже планують нововведення у своєму складі, щоб зробити їх ще легшими та ще надійнішими.
* визначення втоми (аеронавігаційний термін): процес, який під дією напружень або деформацій, що змінюються з часом, змінює місцеві властивості матеріалу і може призвести до утворення тріщин і, можливо, розриву конструкції.