Некогаш се прашував како е во можност да лета Боингот 787
Која е просечната густина на материјалите што се користат во модерен патнички авион? Што и да е, намалувањето на просечната густина е огромно откако браќата Рајт го летаа првиот практичен авион. Намалувањето на тежината на моторот во авионите е агресивно и континуирано, а цените на горивата рапидно растат со забрзана брзина. Овој погон специфично ги намалува трошоците за гориво, ја подобрува равенката за опсег/носивост и ја штити околината. Композитите играат важна улога во модерните авиони и „Боинг Дримлајнер“ не е исклучок во одржувањето на опаѓачката историја.
Композити и губење на тежината
Даглас ДЦ3 (изграден во 1936 година) имаше тежина на активирање од околу 25.200 фунти со додавање на патници од околу 25. Со максимален опсег на носивост од 350 милји, тоа е околу 3 фунти по милја патник. Боинг Дримлајнер има тежина при полетување од 550 000 фунти и превезува 290 патници. Со целосно наполнет опсег од над 8.000 милји, тоа е околу ¼ фунта по патничка милја - за 1.100% подобро!
Моторните мотори, подобриот дизајн, технологијата за заштеда на тежина како летање по жица - сето тоа придонесе за квантен скок - но композитите имаа голема улога. Тие се користат во ќелијата Dreamliner, моторите и многу други компоненти.
Употребата на композити во Dreamliner Airframe
Dreamliner има ќелија составена од приближно 50% пластика засилена со јаглеродни влакна и други композитни материјали. Овој пристап нуди заштеда на тежина во просек од 20 проценти во споредба со конвенционалниот (и застарен) дизајн на алуминиум.
Композитите во ќелијата имаат и предности на одржување. За вообичаена врзана поправка може да бидат потребни 24 часа или повеќе застој во летот, но „Боинг“ разви нова линија на можности за одржување и поправка, за да се примени помалку од еден час. Оваа брза техника нуди можност за привремени поправки и брз пресврт, додека таквата мала штета може да има заземјен алуминиумски авион. Тоа е интересна перспектива.
Трупот е конструиран во тубуларни сегменти кои потоа се спојуваат заедно при последното склопување. Се вели дека употребата на композит заштедува 50 000 навртки по ниво. Секоја веб-страница што скапува, ќе треба проверка на одржување како потенцијална точка на дефект. И тоа е само занитливо!
Композити во моторите
Dreamliner има опции за мотор GE (GEnx-1B) и Rolls Royce (Trent 1000), и обајцата опширно користат композити. Населите (влезни и навивачки обвивки) се очигледен кандидат за композити. Сепак, композитите се користат и во сечилата на вентилаторот кај моторите со ГЕ. Blade технологијата напредуваше неверојатно од времето на Rolls-Royce RB211. Раната технологија ја банкротираше компанијата во 1971 година кога не успеа во тестовите за штрајк на птици со сечилата на вентилаторот за јаглеродни влакна Hyfil.
„Hasенерал електрик“ водеше со технологијата на сечилото на титаниумските сечила на вентилаторот од 1995 година. Во централата „Дримлајнер“, композитите се користат за првите 5 фази на 7-фазната турбина со низок притисок.
Повеќе за помалку тежина
Што е со некои броеви? Кафезот со мала тежина на вентилаторот на електраната GE ја намали тежината на авионот за 1200 фунти (повеќе од ½ тон). Куќиштето е засилено со плетенка од јаглеродни влакна. Тоа е само заштеда на тежина на случајот со вентилаторот, и тоа е важен индикатор за придобивките од силата/тежината на композитите. Ова е затоа што во случај на вентилатор има сите остатоци содржани во случај на откажување на вентилаторот. Ако не содржи остатоци, тогаш моторот не може да биде овластен за лет.
Тежината складирана во лопатките на сечилата на турбината заштедува тежина во потребното куќиште за поддршка и ротори. Ова ги множи своите заштеди и го подобрува односот моќ/тежина.
Вкупно, секој Dreamliner содржи околу 70.000 фунти (33 тони) армирана пластика од јаглеродни влакна - од кои околу 45.000 (20 тони) фунти јаглеродни влакна.
Заклучок
Раните проблеми со развојот и производството на композитите што се користат во авионите сега се надминати. Dreamliner е во првите редови на ефикасноста на горивото во авионите, минимизирајќи ги влијанијата и безбедноста на животната средина. Со намален број на компоненти, пониски контроли за одржување и повеќе време за емитување, трошоците за поддршка за авиокомпаниите се значително намалени.
Од сечилата на вентилаторот до трупот на трупот, сечилата до бањите, ефикасноста на Dreamliner е невозможна без напредни композити.