Boeing'in 787 Dreamliner'ındaki Kompozitler

Modern bir uçakta kullanılan malzemelerin ortalama yoğunluğu nedir? Her ne ise, ortalama yoğunluktaki azalma, Wright Kardeşler ilk pratik uçağı uçurdu. Uçaklarda ağırlığı azaltma çabası agresif ve süreklidir ve hızla artan yakıt fiyatları ile hızlanmaktadır. Bu tahrik belirli yakıt maliyetlerini düşürür, menzil / yük denklemini iyileştirir ve çevreye yardımcı olur. Kompozitler modern uçaklarda önemli bir rol oynamaktadır ve Boeing Dreamliner, azalan ağırlık trendini korumada bir istisna değildir.

Douglas DC3'ün (1936'ya kadar uzanan) kalkış ağırlığı yaklaşık 25.200 lira ve yolcu tamamlayıcısı yaklaşık 25 idi. Maksimum 350 mil yük kapasitesi ile bu, yolcu mili başına yaklaşık 3 kilodur. Boeing Dreamliner, 290 yolcu taşıyan 550.000 pound kalkış ağırlığına sahip. 8.000 milin üzerinde tam yüklü menzil ile, bu, yolcu mili başına kabaca ¼ pound -% 1100 daha iyi!

Jet motorları, daha iyi tasarım, tel ile uçmak gibi ağırlık tasarrufu teknolojisi - hepsi kuantum sıçramasına katkıda bulundu - ama

Dreamliner yaklaşık% 50 oranında içeren bir gövdeye sahiptir. karbon fiber takviyeli plastik ve diğer kompozitler. Bu yaklaşım, daha geleneksel (ve modası geçmiş) ürünlere kıyasla ortalama yüzde 20 ağırlık tasarrufu sağlar alüminyum tasarlar.

Gövdedeki kompozitlerin de bakım avantajları vardır. Tipik olarak bağlanmış bir onarım 24 saat veya daha fazla uçak kapalı kalma süresi gerektirebilir, ancak Boeing, bir saatten daha kısa sürede uygulanması gereken yeni bir bakım onarım kapasitesi hattı geliştirmiştir. Bu hızlı teknik geçici onarım ve hızlı bir geri dönüş imkanı sunarken, bu tür küçük hasarlar bir alüminyum uçağa topraklanmış olabilir. Bu ilginç bir perspektif.

Gövde, daha sonra son montaj sırasında birleştirilen boru şekilli bölümler halinde yapılır. Kompozit kullanımının uçak başına 50.000 perçin tasarrufu sağladığı söylenmektedir. Her perçin sahası, potansiyel bir arıza yeri olarak bakım kontrolüne ihtiyaç duyacaktır. Ve bu sadece perçinler!

Dreamliner GE (GEnx-1B) ve Rolls Royce (Trent 1000) motor seçeneklerine sahiptir ve her ikisi de kompozitleri geniş ölçüde kullanır. Naceller (giriş ve fan kaputları) kompozitler için bariz bir adaydır. Bununla birlikte, kompozitler GE motorlarının fan kanatlarında bile kullanılır. Blade teknolojisi, Rolls-Royce RB211 günlerinden beri muazzam bir gelişme gösterdi. İlk teknoloji, 1971 yılında Hyfil karbon fiber fan kanatlarının kuş çarpması testlerinde başarısız olduğu şirkete iflas etti.

General Electric, 1995'ten beri titanyum uçlu kompozit fan kanat teknolojisi ile öncülük ediyor. Dreamliner enerji santralinde, 7 kademeli düşük basınçlı türbinin ilk 5 aşaması için kompozitler kullanılır.

Bazı rakamlar ne olacak? GE santralinin hafif fan muhafaza kutusu, uçak ağırlığını 1200 pound (½ ton'dan fazla) azaltır. Kasa karbon fiber örgü ile güçlendirilmiştir. Bu sadece fan kasası ağırlık tasarrufu ve kompozitlerin mukavemet / ağırlık faydalarının önemli bir göstergesidir. Bunun nedeni, fan arızası durumunda bir fan kasasının tüm kalıntıları içermesi gerektiğidir. Kalıntı içermeyecekse motor uçuş için onaylanamaz.

Bıçak türbin kanatlarında tasarruf edilen ağırlık, gerekli muhafaza kutusunda ve rotorlarda da ağırlık tasarrufu sağlar. Bu, tasarrufunu arttırır ve güç / ağırlık oranını geliştirir.

Toplamda, her Dreamliner yaklaşık 70.000 pound (33 ton) karbon fiber takviyeli plastik içerir - bunların 45.000 (20 ton) pound karbon fiberdir.

Uçaklarda kompozit kullanımının ilk tasarım ve üretim sorunları giderilmiştir. Dreamliner, uçak yakıt verimliliğinin zirvesindedir, minimum çevresel etki ve güvenlik. Daha az parça sayımı, daha düşük bakım kontrolü ve daha fazla çalışma süresi sayesinde, havayolu operatörleri için destek maliyetleri önemli ölçüde azalır.

Fan kanatlarından gövdeye, kanatlardan tuvalete kadar, Dreamliner'in verimliliği gelişmiş kompozitler olmadan imkansız olurdu.