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Vantaggi e svantaggi dei materiali compositi sugli aeroplani

I materiali compositi sono ampiamente utilizzati nell'industria aeronautica e hanno permesso agli ingegneri di superare gli ostacoli che ero io quando usavo i materiali individualmente. I materiali costitutivi mantengono la loro identità nei materiali compositi e non si fondono in altro modo completamente l'uno nell'altro. Insieme, i materiali creano un materiale "ibrido" che ha migliorato le proprietà strutturali. I comuni materiali compositi usati sugli aeroplani includono fibra di vetro, fibra di carbonio e sistemi a matrice rinforzata con fibre o qualsiasi combinazione di questi elementi.

Di tutti questi materiali, la fibra di vetro è il materiale composito più comune ed è stata utilizzata per la prima volta in barche e automobili negli anni '50.

Il materiale composito si fa strada nell'aviazione

Secondo la Federal Aviation Agency, il materiale composito è in circolazione dalla seconda guerra mondiale. Nel corso degli anni, questa miscela unica di materiale è diventata sempre più popolare e oggi può essere trovata in molti diversi tipi di aeroplani, oltre che in vele. Le strutture aeronautiche sono comunemente composte da 50 a 70% di materiale composito.

La vetroresina è stata utilizzata per la prima volta nell'aviazione da Boeing nel suo aereo passeggeri negli anni '50. Quando Boeing ha lanciato il suo nuovo 787 Dreamliner nel 2012, si è vantato che l'aereo era composto per il 50% da materiale composito. I nuovi aeromobili che stanno rotolando fuori dalla linea oggi quasi tutti incorporano una sorta di materiale composito nei loro progetti.

Anche se i compositi continuano ad essere utilizzati con grande frequenza nel settore dell'aviazione a causa dei loro numerosi vantaggi, alcuni dicono che questi materiali rappresentano anche un rischio per la sicurezza del trasporto aereo. Di seguito, bilanciamo le bilance e pesiamo i vantaggi e gli svantaggi di questo materiale.

vantaggi

La riduzione del peso è il singolo grande vantaggio dell'uso di materiali compositi ed è il fattore chiave per utilizzarlo nella struttura dell'aeromobile. I sistemi a matrice fibrorinforzata sono più resistenti all'alluminio tradizionale che si trova sulla maggior parte degli aerei e forniscono una superficie liscia e aumentano l'efficienza del carburante, il che rappresenta un enorme vantaggio.

Inoltre, i materiali compositi non si corrodono facilmente come altri tipi di strutture. Non si spezzano per l'affaticamento del metallo e resistono bene negli ambienti di flessione strutturale. I design compositi durano anche più a lungo dell'alluminio, il che significa meno costi di manutenzione e riparazione.

svantaggi

Poiché i materiali compositi non si rompono facilmente, ciò rende difficile capire se la struttura interna è stata danneggiata e questo, ovviamente, è lo svantaggio più rilevante per l'utilizzo del materiale composito. Al contrario, a causa di curve e ammaccature in alluminio, è abbastanza semplice rilevare danni strutturali. Inoltre, le riparazioni possono essere molto più difficili quando una superficie composita viene danneggiata, che alla fine diventa costosa.

Inoltre, la resina utilizzata nel materiale composito si indebolisce a temperature fino a 150 gradi, il che rende importante per questi aerei prendere ulteriori precauzioni per evitare gli incendi. Gli incendi coinvolti con materiali compositi possono rilasciare fumi tossici e micro-particelle nell'aria, causando rischi per la salute. Temperature superiori a 300 gradi possono causare guasti strutturali.

Infine, i materiali compositi possono essere costosi, sebbene si possa sostenere che i costi iniziali elevati sono generalmente compensati da risparmi sui costi a lungo termine.

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