Koks yra vidutinis šiuolaikiniame lėktuve naudojamų medžiagų tankis? Kad ir kas būtų, vidutinis tankis sumažėjo nuo 2003 m Broliai Wrightai skrido pirmasis praktiškas lėktuvas. Siekis mažinti svorį lėktuvuose yra agresyvus ir nenutrūkstamas, ir tai pagreitina sparčiai kylančios degalų kainos. Ši pavara sumažina savitąsias degalų sąnaudas, pagerina atstumo / naudingosios apkrovos lygtį ir tausoja aplinką. Kompozitai vaidina svarbų vaidmenį šiuolaikiniuose lėktuvuose, o „Boeing Dreamliner“ nėra išimtis išlaikant mažėjančią svorio tendenciją.
Kompozitai ir svorio mažinimas
„Douglas DC3“ (datuojamas 1936 m.) Pakilimo svoris buvo apie 25 200 svarų, o keleivių - apie 25. Didžiausias naudingo krovinio atstumas yra 350 mylių, tai yra apie 3 svarus vienai myliai. „Boeing Dreamliner“ kilimo svoris siekia 550 000 svarų, pervežant 290 keleivių. Esant pilnai pakrautam daugiau nei 8000 mylių atstumui, tai yra maždaug ¼ svaro vienai myliai - 1100% geresnė!
Reaktyviniai varikliai, geresnis dizainas, svorio taupymo technologijos, tokios kaip skraidant viela, - visos prisidėjo prie kvantinio šuolio, tačiau
kompozitai turėjo atlikti didžiulį vaidmenį. Jie naudojami „Dreamliner“ orlaivio rėmuose, varikliuose ir daugelyje kitų komponentų.Kompozitų naudojimas „Dreamliner“ sklandytuve
„Dreamliner“ sklandmens rėmas apima beveik 50 proc. anglies pluoštas armuotas plastikas ir kiti kompozitai. Šis požiūris leidžia sutaupyti vidutiniškai 20 procentų svorio, palyginti su labiau įprastais (ir pasenusiais) aliuminio dizainai.
Lėktuvo rėmo kompozitai taip pat turi techninės priežiūros pranašumų. Paprastai remontui gali prireikti 24 ar daugiau valandų lėktuvo prastovų, tačiau „Boeing“ sukūrė naują techninės priežiūros remonto liniją, kuriai atlikti reikia mažiau nei valandos. Ši greita technika suteikia galimybę laikinai remontuoti ir greitai apsisukti, tuo tarpu dėl tokių nedidelių pažeidimų aliumininis lėktuvas galėjo būti įžemintas. Tai intriguojanti perspektyva.
Fiuzeliažas sukonstruotas vamzdiniuose segmentuose, kurie galutinai surenkant sujungiami. Teigiama, kad naudojant kompozitus kiekvienoje plokštumoje pavyks sutaupyti 50 000 kniedžių. Kiekvienoje kniedės vietoje būtų reikėję atlikti techninės priežiūros patikrinimą kaip galimo gedimo vietą. Ir tai tik kniedės!
Kompozitai varikliuose
„Dreamliner“ turi „GE“ („GEnx-1B“) ir „Rolls Royce“ („Trent 1000“) variklio parinktis, ir jie abu plačiai naudoja kompozitus. Nacelės (įleidimo angos ir ventiliatoriaus gaubtai) yra akivaizdus kandidatas į kompozicijas. Tačiau kompozitai netgi naudojami GE variklių ventiliatoriuose. Ašmenų technologija nuo „Rolls-Royce RB211“ laikų nepaprastai patobulėjo. Ankstyvosios technologijos bankrutavo įmonę 1971 m., Kai Hyfil anglies pluošto ventiliatoriaus mentės nepavyko atlikti paukščių smūgio bandymų.
„General Electric“ nuo 1995 m. Pirmavo naudodama kompozitinių ventiliatorių mentės su titano antgaliu technologiją. „Dreamliner“ elektrinėje kompozitai naudojami pirmuosius 5 7 pakopų žemo slėgio turbinos etapus.
Daugiau apie mažesnį svorį
O kai kurie skaičiai? GE jėgainės lengvųjų ventiliatorių izoliacijos dėklas sumažina orlaivio svorį 1200 svarų (daugiau nei ½ tonos). Korpusas yra sustiprintas anglies pluošto pynimu. Tai tik ventiliatoriaus dėklo svorio taupymas ir svarbus kompozitų naudos ir stiprumo (svorio) rodiklis. Taip yra todėl, kad ventiliatoriaus gedimo atveju ventiliatoriaus dėžutėje turi būti visos šiukšlės. Jei jame nebus šiukšlių, variklis negali būti sertifikuotas skrydžiui.
Sumažintas peiliukų turbinų menčių svoris taip pat taupo svorį reikalingame izoliacijos dėkle ir rotoriuose. Tai padidina taupymą ir pagerina galios ir svorio santykį.
Iš viso kiekviename „Dreamliner“ yra apie 70 000 svarų (33 tonų) anglies pluoštu sustiprinto plastiko - iš jų apie 45 000 (20 tonų) svarų sudaro anglies pluoštas.
Išvada
Ankstyvosios kompozitų naudojimo lėktuvuose projektavimo ir gamybos problemos dabar buvo įveiktos. „Dreamliner“ yra didžiausias lėktuvų degalų naudojimo efektyvumo pikas, kuo mažesnis poveikis aplinkai ir sauga. Dėl mažesnio komponentų skaičiaus, žemesnio lygio techninės priežiūros tikrinimo ir ilgesnio darbo laiko, oro linijų operatoriams labai sumažėja paramos išlaidos.
Nuo ventiliatoriaus menčių iki fiuzeliažo, sparnų ir prausyklų „Dreamliner“ efektyvumas būtų neįmanomas be pažangių kompozicijų.