航空宇宙複合材料

航空宇宙の分野における複合材料のアプリケーションと研究は、このドメイン内の開発のペースに革命をもたらしました。わずか20年以上の歴史を持っているにもかかわらず、彼らは従来の金属材料よりも大きな利点を示しています。

民間航空の領域では、ボーイングやエアバスなどの世界的に有名な民間航空機メーカーが、複合材料の利用に大きな進歩を遂げています。ボーイングによるB777乗客航空機の生産では、複合材料は総航空機構造重量の9％を占めていますが、B787航空機では、炭素繊維強化複合材料とガラス繊維強化材料の50％を構成し、大幅な燃料節約。さらに、AirbusのA350XWB航空機には、胴体パネル、フレーム、窓枠、キャビンドアなどのコンポーネントに炭素繊維強化コンポジットが組み込まれており、航空機のメンテナンス間隔を6年から12年に大幅に延長し、顧客のメンテナンスコストを大幅に削減します。

1970年代半ば以降、軍事航空部門では、垂直安定剤やF-15、F-16、MIG-29、Mirage 2000、Fなどの軍用航空機の水平方向の尾部などのコンポーネントで複合材料が徐々に採用されています。 /A-18など。その後、AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、F/A-A-18E/F、F-35などの航空機の翼や胴体などの軍用機の重要な負荷をかける成分に複合材料が利用されています。 Rafale、Jas-39、Typhoon、S-37、航空機の体重の減少と運用の大幅な向上機能。

無人航空機の領域では、現代の戦争におけるドローンのユニークな利点は、需要の急速な増加を促進しました。米国からの高度なRQ-4グローバルホーク偵察ドローンの翼、尾部、エンジンナセル、および後部胴体はすべて複合材料から構築されています。さらに、中国のDJI Mavicproドローンには、機体に複合材料が広範囲に組み込まれています。

ヘリコプターは、従来の固定翼航空機とは異なり、より遅い速度、より低い高度で動作し、湿度、乾燥、砂嵐などの過酷な条件にさらされ、その構造からの気象抵抗と耐食性の大きな耐性を要求します。さらに、ヘリコプターのローターブレードには、疲労抵抗が高い材料が必要です。したがって、それらの優れた疲労抵抗、振動減衰特性、腐食抵抗により、複合材料はヘリコプターの構造設計に適しています。

技術的な複雑さと長い開発サイクルで知られる航空宇宙エンジンの領域内で、彼らは業界の王冠の宝石として歓迎されています。民間航空エンジンの設計で追求された目標には、高推力と重量の比率、燃料消費量の低下、騒音の減少、最小限の排出量が含まれます。これらの目的を達成するために、複合材料は、民間航空エンジンで広範な応用を発見しました。

宇宙発射車両の分野では、複合材料も広範囲に使用されています。複合材料を利用することにより、ロケットは強度と剛性を確保しながら構造的重量を減らし、それによってペイロード機能を高めることができます。例には、日本のM-5ロケット、フランスのアリアン2ロケット、ヨーロッパのベガ衛星発射車両、および米国アトラスVロケットが含まれます。

衛星ドメインでは、衛星構造、ソーラーパネルアレイ、アンテナの構築に高等炭素繊維強化複合材料が広く採用されており、航空宇宙産業における複合材料の計り知れない可能性と価値をさらに強調しています。