Kompozit malzemeler, hafiflikleri, yüksek mukavemetleri, korozyon dirençleri ve esneklikleri nedeniyle alçak irtifa uçaklarının üretiminde ideal malzemeler haline gelmiştir. Verimlilik, pil ömrü ve çevre korumayı hedefleyen bu alçak irtifa ekonomisi çağında, kompozit malzemelerin kullanımı sadece uçakların performansı ve güvenliğini etklemekle kalmaz, aynı zamanda tüm sektörün gelişimini de destekler.
Karbon fiberkompozit malzeme
Hafifliği, yüksek mukavemeti, korozyon direnci ve diğer özellikleri nedeniyle karbon fiber, alçak irtifa uçaklarının üretiminde ideal bir malzeme haline gelmiştir. Sadece uçağın ağırlığını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda performansı ve ekonomik faydaları da artırır ve geleneksel metal malzemelerin etkili bir alternatifi olur. Hava araçlarındaki kompozit malzemelerin %90'ından fazlası karbon fiber, geri kalan yaklaşık %10'u ise cam elyafıdır. eVTOL uçaklarında karbon fiber, yapısal bileşenlerde ve itme sistemlerinde yaygın olarak kullanılır ve yaklaşık %75-80 oranında yer alır; kirişler ve koltuk yapıları gibi iç uygulamalarda %12-14, batarya sistemlerinde ve aviyonik ekipmanlarda ise %8-12 oranında kullanılır.
Elyafcam kompozit malzeme
Korozyon direnci, yüksek ve düşük sıcaklık direnci, radyasyon direnci, alev geciktirici ve yaşlanma karşıtı özellikleriyle cam elyaf takviyeli plastik (GFRP), dronlar gibi alçak irtifa hava araçlarının üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Bu malzemenin kullanımı, hava aracının ağırlığını azaltmaya, taşıma kapasitesini artırmaya, enerji tasarrufu sağlamaya ve güzel bir dış tasarım elde etmeye yardımcı olur. Bu nedenle GFRP, alçak irtifa ekonomisinde kilit malzemelerden biri haline gelmiştir.
Alçak irtifa uçaklarının üretim sürecinde, fiberglas kumaş, gövde, kanat ve kuyruk gibi temel yapısal bileşenlerin imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hafif yapısı, uçağın seyir verimliliğini artırmaya ve daha güçlü yapısal dayanıklılık ve stabilite sağlamaya yardımcı olur.
Radomlar ve kaplamalar gibi mükemmel dalga geçirgenliği gerektiren bileşenler için genellikle fiberglas kompozit malzemeler kullanılır. Örneğin, yüksek irtifa uzun menzilli İHA ve ABD Hava Kuvvetleri'nin RQ-4 "Global Hawk" İHA'sı, kanatları, kuyruğu, motor bölmesi ve arka gövdesi için karbon fiber kompozit malzemeler kullanırken, radom ve kaplama, net sinyal iletimini sağlamak için fiberglas kompozit malzemelerden yapılmıştır.
Fiberglas kumaş, uçak kaplamaları ve pencerelerinin yapımında kullanılabilir; bu da uçağın görünümünü ve güzelliğini artırmanın yanı sıra uçuş konforunu da iyileştirir. Benzer şekilde, uydu tasarımında da cam elyaf kumaş, güneş panellerinin ve antenlerin dış yüzey yapısını oluşturmak için kullanılabilir, böylece uyduların görünümünü ve işlevsel güvenilirliğini artırır.
Aramid lifikompozit malzeme
Biyonik doğal petek yapısının altıgen yapısıyla tasarlanmış aramid kağıt petek çekirdek malzemesi, mükemmel özgül mukavemeti, özgül sertliği ve yapısal stabilitesi nedeniyle büyük saygı görmektedir. Ayrıca, bu malzeme iyi ses yalıtımı, ısı yalıtımı ve alev geciktirici özelliklere sahiptir ve yanma sırasında oluşan duman ve toksisite çok düşüktür. Bu özellikleri, onu havacılık ve yüksek hızlı ulaşım araçlarının üst düzey uygulamalarında önemli bir yere sahip kılmaktadır.
Aramid kağıt petek çekirdek malzemesinin maliyeti daha yüksek olmasına rağmen, özellikle geniş bant dalga geçirgenliği ve yüksek rijitlik gerektiren yapısal bileşenlerin üretiminde, uçak, füze ve uydu gibi üst düzey ekipmanlar için önemli bir hafif malzeme olarak sıklıkla tercih edilmektedir.
Hafifliğin faydaları
Gövde yapısının temel malzemelerinden biri olan aramid kağıdı, özellikle karbon fiber petek sandviç tabakası olarak, eVTOL gibi büyük alçak irtifa ekonomik uçaklarında hayati bir rol oynamaktadır.
İnsansız hava araçları alanında da Nomex petek yapılı malzeme (aramid kağıdı) yaygın olarak kullanılmaktadır; gövde kabuğu, kanat kaplaması, ön kenar ve diğer kısımlarda kullanılır.
Diğersandviç kompozit malzemeler
İnsansız hava araçları gibi alçak irtifa uçaklarında, üretim sürecinde karbon fiber, cam elyafı ve aramid elyafı gibi takviye malzemelerinin yanı sıra petek yapı, film, köpük plastik ve köpük yapıştırıcı gibi sandviç yapı malzemeleri de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Sandviç malzemelerinin seçiminde yaygın olarak kullanılanlar arasında petek sandviç (örneğin kağıt petek, Nomex petek vb.), ahşap sandviç (örneğin huş ağacı, paulownia, çam, ıhlamur ağacı vb.) ve köpük sandviç (örneğin poliüretan, polivinil klorür, polistiren köpük vb.) yer almaktadır.
Köpük sandviç yapısı, su geçirmez ve yüzer özelliklerinin yanı sıra kanat ve kuyruk kanadının iç yapısındaki boşlukları bir bütün olarak doldurabilme teknolojik avantajları nedeniyle İHA gövdelerinin yapısında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Düşük hızlı İHA'ların tasarımında, ön kanat dengeleyici yüzeyleri, dikey kuyruk dengeleyici yüzeyleri, kanat dengeleyici yüzeyleri vb. gibi düşük mukavemet gereksinimlerine, düzenli şekillere, geniş kavisli yüzeylere ve kolay döşenebilen parçalara genellikle petek sandviç yapılar kullanılır. Elevatör yüzeyleri, dümen yüzeyleri, kanatçık dümen yüzeyleri vb. gibi karmaşık şekillere ve küçük kavisli yüzeylere sahip parçalar için köpük sandviç yapılar tercih edilir. Daha yüksek mukavemet gerektiren sandviç yapılar için ahşap sandviç yapılar seçilebilir. Gövde kaplaması, T-kiriş, L-kiriş vb. gibi hem yüksek mukavemet hem de yüksek rijitlik gerektiren parçalar için genellikle lamine yapı kullanılır. Bu bileşenlerin imalatı ön şekillendirme gerektirir ve gerekli düzlem içi rijitlik, eğilme mukavemeti, burulma rijitliği ve mukavemet gereksinimlerine göre uygun takviye lifi, matris malzemesi, lif içeriği ve laminat seçilir ve farklı döşeme açıları, katmanlar ve katmanlama sırası tasarlanır ve farklı ısıtma sıcaklıkları ve basınçlandırma basınçları ile kürleme yapılır.
Yayın tarihi: 22 Kasım 2024
