Tartalom
A polimer mátrix kompozitok műanyag mátrixba helyezett erősítőszálakból készült csúcstechnológiai anyagok. Sok modern katonai és kereskedelmi repülőgép nem állítható elő ezen anyagok használata nélkül. A repülőgépek gyártásához használt első kompozit az FRP volt. Az 1950-es években ez az anyag (műanyag üvegszál erősítéssel), valamint szénszálas és bór kompozitok kerültek először a kereskedelmi repülőgépgyártásban.
Polimer mátrix
A kompozit anyagok két vagy több elem kombinációja. A polimerek műanyagok, amelyeket rostos anyagokkal, például szénnel vagy üveggel erősítenek. A kompozitokhoz használt mátrix a hőre keményedő polimer gyanta vagy a hőre lágyuló anyag. A modellezés után a hőre keményedő gyantákból készült anyagokat nem lehet könnyen javítani vagy átalakítani. A hőre lágyuló anyagot meg lehet olvasztani és felújítani a keményítés után. Ez megkönnyíti az anyagból készült alkatrészek javítását, mint a hőre keményedő gyanták.
Üvegszál erősítésű műanyag (GRP)
Az üvegszál erősítésű műanyag (PRFV) az üvegszálakkal megerősített műanyag polimer. Az 1920-ban először fejlesztett üvegszálerősítésű műanyagok hamarosan a haditengerészeti és légi közlekedési alkalmazásokban kezdtek használni. Az Egyesült Államok hadserege erősebb és könnyebb katonai repülőgépek kifejlesztése céljából alkalmazta. Az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium 1945-ben szerint ez az anyag több mint 3000 tonna volt katonai alkalmazásokban. Az üvegszálas alkatrészeket a repülőgép kialakításához szükséges alakzatokba formáljuk. A szálakat műanyag gyanta mátrixában rögzítjük. A poliészter vagy vinil-észter gyantákat általában mátrixanyagként használják, de a hőre lágyuló anyagok a régebbi típusú mátrixokat helyettesítik, mert biztonságosabbak és könnyebben kezelhetők.
Szénszálas kompozitok
Az olajköltség növekedése a repülőgépgyártókat arra kényszerítette, hogy nagyobb súlyt nyújtsanak a súly csökkentésére és a hatékonyabb légi járművek gyártására.E cél elérésének egyik módja a szénszálas kompozitok használata a repülőgépek gyártásában. A kereskedelmi célú repülőgépek, mint például a Boeing 787 Dreamliner, sokkal hatékonyabban működnek és alacsonyabb üzemanyagköltséggel járnak ezen anyagok használata miatt. A szénszálas kompozitokat szintén széles körben használják katonai repülőgépek építéséhez. Mivel könnyű és ellenálló anyagok, a szénszálakat széles körben használják a vezérlőfelületeken, mint például a keringők és a rotorok. Ezek tartósabbak és korrózióállóak, mint a fém alkatrészek. A szénszálas kompozitokat széles körben használják az olyan repülőgép-összetevőkben, mint az F-18 és a V-22 Osprey konvertiplán.
Aramid szál kompozitok
Az Aramid szálas kompozitok a világ egyik legnagyobb repülőgépén találhatók. Az aromás poliamidok polimer szálak, amelyek molekulái a szál tengely mentén vannak orientálva. A molekulák közötti kémiai kötés miatt ez az anyag rendkívül erős és könnyű. A szálakat úgy állítjuk elő, hogy a polimert folyékony oldatból centrifugáljuk. A kereskedelemben ismert aramidszálas kompozitok közül néhány Kevlar és Nomex. Ezek az anyagok rendkívül erősek, szigetelőek és korrózióállóak. Ezek a tulajdonságok alkalmassá teszik a repülőgép szerkezeti elemek gyártására. A nagy utasszállító repülőgépek, mint például az Airbus A380, poliamid anyagokból készülnek. Az eredmény egy könnyűszerkezet, alacsony üzemanyag-fogyasztással, strukturális integritás nélkül.
