هوافضا

​مواد کامپوزیتی که در مهندسی هوافضا انقلاب ایجاد می کنند​

مواد کامپوزیتی که خواص سبک وزن را با قدرت استثنایی ترکیب می کنند، طراحی هوافضا را تغییر داده اند.بهبود بهره وری سوخت و ظرفیت بار مفید برای مثال، بوئینگ 787 و ایرباس A350 از پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) برای بیش از 50٪ از فریم هواپیماهای خود استفاده می کنند و مصرف سوخت را 20٪ کاهش می دهند.

​​کاربرد های کلیدی​

1. ​اجزای ساختاری: CFRP به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و تحمل خستگی ، بر بال ها ، بدنه هواپیما و عرشه فرود تسلط دارد. جنگنده های F-35 از کامپوزیت ها برای پانل های جذب رادار مخفی استفاده می کنند.

   .

2. ​سیستم های موتور: کاربید سیلیکون / ترکیبات کربن در بادکنک های توربین با دمای شدید مقاومت می کنند و باعث افزایش نسبت فشار به وزن می شوند.

   
   

3. ​حفاظت از حرارت: مواد مرکب ماتریس سرامیکی (CMCs) حفاظت از فضاپیما در طول ورود مجدد، مقاومت در برابر دمای بیش از 2000 °C

   .

​نوآوری هایی که باعث پذیرفتن کودکان می شوند​

• ​چاپ سه بعدی: امکان تولید سریع قطعات پیچیده مانند نوزل های موتور موشک را فراهم می کند، که ضایعات را کاهش می دهد.

• ​هیبرید کامپوزیت: ترکیب فیبر کربن و شیشه ای هزینه و عملکرد را برای جت های منطقه ای متعادل می کند.

• ​پلیمرهای خود درمانی: میکروکپسول ها به طور مستقل ترک ها را تعمیر می کنند و طول عمر قطعات را افزایش می دهند.

​چالش ها و روند آینده ​

در حالیکه کامپوزیت ها هزینه های نگهداری را تا ۵۰٪ کاهش می دهند، چالش ها همچنان ادامه دارند:

• ​هزینه: پیشپوش های ترموپلاستیک همچنان گران تر از مواد سنتی هستند.

• ​بازیافت: توسعه رزین های مبتنی بر زیست و ترموپلاستیک های بازیافتی (به عنوان مثال PEKK) با اهداف پایداری مطابقت دارد.

  
  

پیشرفت های آینده بر رویماشين هاي هايپرسونيکوهواپيمايي الکتريکيبا نوآوری های فناوری نانو و طراحی مبتنی بر هوش مصنوعی، کامپوزیت ها در پیشبرد مرزهای هوافضا نقش مهمی خواهند داشت.