Komposiidid Boeingi 787 Dreamlineris

Milline on kaasaegses lennukis kasutatud materjalide keskmine tihedus? Mis iganes see ka pole, on keskmise tiheduse vähenemine olnud tohutu Wrighti vennad lendas esimene praktiline lennuk. Lennukite massi vähendamise püüdlus on agressiivne ja pidev ning kiirenenud kütusehindade kiire tõusuga. See ajam alandab spetsiifilisi kütusekulusid, parandab vahemiku / kandevõime võrrandit ja aitab keskkonda. Komposiitidel on oluline osa kaasaegsetes lennukites ja Boeing Dreamliner pole kahaneva kaalu suundumuse säilitamiseks erand.

Douglase DC3 (pärineb 1936. aastast) stardimass oli umbes 25200 naela, reisijakomplekt oli umbes 25. Maksimaalse kandevõime vahemikus 350 miili on see umbes 3 naela reisija miili kohta. Boeing Dreamlineri stardimass on 550 000 naela, mis veab 290 reisijat. Täielikult üle 8000 miili läbisõidul on see umbes ¼ naela reisija miili kohta - 1100% parem!

Reaktiivmootorid, parem disain, kaalu säästev tehnoloogia, näiteks traadiga lendamine - kõik on andnud oma panuse kvanthüppesse - kuid

Dreamlineril on lennukikere, mis koosneb ligi 50% süsinikkiud tugevdatud plast ja muud komposiidid. See lähenemisviis võimaldab võrreldes tavalisemate (ja vananenud) kaaludega kokku hoida keskmiselt 20 protsenti. alumiinium kujundused.

Ka õhusõiduki raami komposiitidel on hoolduseelised. Tavaliselt võib remonditööde tegemine nõuda 24 või enam tundi lennuki seisakuid, kuid Boeing on välja töötanud uue hooldusremondi võimekuse, mille rakendamine nõuab vähem kui tund. See kiire tehnika pakub võimalust ajutiseks remondiks ja kiireks pöördeks, samas kui sellised väikesed kahjustused võisid alumiiniumist lennukit maandada. See on huvitav vaatenurk.

Kere on konstrueeritud torukujulisteks osadeks, mis seejärel ühendatakse lõpliku monteerimise käigus kokku. Väidetavalt säästab komposiitide kasutamine 50 000 neeti lennukis. Iga neetikoht oleks võimaliku rikkekohana nõudnud hoolduskontrolli. Ja see on lihtsalt needid!

Dreamlineril on GE (GEnx-1B) ja Rolls Royce (Trent 1000) mootorivalikud ning mõlemad kasutavad komposiite laialdaselt. Nacellid (sisselaske- ja ventilatsioonikaaned) on komposiitide jaoks ilmne kandidaat. Kuid komposiite kasutatakse isegi GE mootorite ventilaatoriterades. Terade tehnoloogia on pärast Rolls-Royce RB211 päevi tohutult edasi arenenud. Varajane tehnoloogia pankrotistas ettevõtte 1971. aastal, kui Hyfili süsinikkiust ventilaatoriterad ebaõnnestusid linnurünnakutes.

General Electric on titaani otsaga komposiitventilaatoritehnoloogia abil teed juhtinud alates 1995. aastast. Dreamlineri elektrijaamas kasutatakse komposiite 7-astmelise madalrõhuturbiini esimese 5 etapi jaoks.

Aga mõned numbrid? GE elektrijaama kerge ventilaatoriga kaitseümbris vähendab lennuki kaalu 1200 naela (rohkem kui ½ tonni) võrra. Korpus on tugevdatud süsinikkiust punutisega. See on ainult ventilaatori korpuse kaalu kokkuhoid ja see on komposiitide tugevuse / kaalu eeliste oluline indikaator. Selle põhjuseks on asjaolu, et ventilaatori korpuses peab ventilaatori rikke korral olema kogu praht. Kui see ei sisalda prahti, ei saa mootorit lennuks sertifitseerida.

Turbiini labadega säästetud kaal säästab ka kaalu vajalikus kaitseümbrises ja rootorites. See mitmekordistab säästmist ja jõu ja kaalu suhte parandamist.

Kokku sisaldab iga Dreamliner umbes 70 000 naela (33 tonni) süsinikkiuga armeeritud plasti - sellest umbes 45 000 (20 tonni) naela on süsinikkiud.

Komposiitide lennukites kasutamise varased projekteerimis- ja tootmisprobleemid on nüüdseks ületatud. Dreamliner on lennukite kütusesäästlikkuse tipus, keskkonnamõju on minimaalne ja ohutus minimaalne. Vähendatud komponentide arvu, madalama hoolduskontrolli taseme ja suurema tööaja korral vähenevad toetuskulud lennuettevõtjate jaoks.

Ventilaatoriteradest kereteni, tiibade ja pesuruumideni oleks Dreamlineri efektiivsus võimatu ilma täiustatud komposiitideta.