Materiais compósitos na Estrutura de aeronave

Os materiais compostos são amplamente utilizados na indústria aeronáutica e permitiram que os engenheiros superassem os obstáculos que eu usava ao usar os materiais de forma individual. Os materiais constituintes mantêm suas identidades nos compósitos e não se fundem completamente um com o outro. Juntos, os materiais criam um material "híbrido" que melhorou as propriedades estruturais. Os materiais compósitos comuns utilizados em aviões incluem fibra de vidro, fibra de carbono e sistemas de matriz reforçados com fibra ou qualquer combinação de qualquer um destes.

De todos estes materiais, a fibra de vidro é o material compósito mais comum e foi amplamente utilizada em barcos e automóveis na década de 1950.

O material composto faz o seu caminho na aviação

De acordo com a Agência Federal de Aviação, o material composto existe desde a Segunda Guerra Mundial. Ao longo dos anos, esta mistura única de material tornou-se cada vez mais popular, e hoje pode ser encontrada em muitos tipos diferentes de aviões, bem como planadores. As estruturas das aeronaves são geralmente constituídas por material compósito de 50 a 70%.

A fibra de vidro foi usada pela primeira vez na aviação pela Boeing em seu jato de passageiros na década de 1950. Quando a Boeing lançou o seu novo 787 Dreamliner em 2012, vangloriou-se de que a aeronave era material composto de 50%. Novas aeronaves que rolam a linha hoje quase todas incorporam algum tipo de material composto em seus projetos.

Embora os compósitos continuem a ser utilizados com grande frequência na indústria da aviação devido às suas numerosas vantagens, alguns dizem que estes materiais também representam um risco de segurança para a aviação.

Abaixo, equilibramos as escalas e ponderamos as vantagens e desvantagens deste material.

Vantagens

A redução de peso é a maior vantagem do uso de material composto e é o fator-chave para usá-lo na estrutura da aeronave. Os sistemas de matriz reforçados com fibras são mais fortes do que o alumínio tradicional encontrado na maioria das aeronaves, e proporcionam uma superfície lisa e aumentam a eficiência de combustível, o que é um enorme benefício.

Além disso, materiais compósitos não corroem tão facilmente quanto outros tipos de estruturas. Eles não se quebram contra a fadiga do metal e mantêm-se bem em ambientes de flexão estrutural. Os projetos compostos também duram mais do que o alumínio, o que significa menos custos de manutenção e reparo.

Desvantagens

Como os materiais compósitos não se quebram facilmente, isso dificulta saber se a estrutura interior foi danificada e isso, é claro, é a desvantagem mais significativa para o uso do material composto. Em contraste, devido às curvas de alumínio e aos dentes facilmente, é bastante fácil detectar danos estruturais. Além disso, os reparos podem ser muito mais difíceis quando uma superfície compósita está danificada, o que, em última análise, se torna caro.

Além disso, a resina utilizada em material composto enfraquece a temperaturas tão baixas quanto 150 graus, o que torna importante que estas aeronaves tomem precauções extras para evitar incêndios. Os incêndios envolvidos com materiais compósitos podem libertar fumos tóxicos e micropartículas no ar, causando riscos para a saúde. Temperaturas acima de 300 graus podem causar falhas estruturais.

Finalmente, os materiais compostos podem ser caros, embora se possa argumentar que os altos custos iniciais são tipicamente compensados ​​por economias de custos a longo prazo.