Hva er gjennomsnittstettheten av materialene som brukes i et moderne flylinje? Uansett hva det er, har reduksjonen i gjennomsnittlig tetthet vært stor siden Wright brødrene fløy det første praktiske flyet. Kjøretøyet for å redusere vekten i fly er aggressivt og kontinuerlig og akselereres ved raskt å klatre på drivstoffprisene. Denne stasjonen senker spesifikke drivstoffkostnader, forbedrer rekkevidden / nyttelastutviklingen og hjelper miljøet. Kompositter spiller en viktig rolle i moderne fly, og Boeing Dreamliner er intet unntak i å opprettholde den synkende vekttrenden.
Kompositter og vektreduksjon
Douglas DC3 (som dateres tilbake til 1936) hadde en startvekt på rundt 25.200 pund med et passasjertilskudd på omtrent 25. Med en maksimal nyttelast rekkevidde på 350 miles, er det omtrent 3 pund per passasjermile. Boeing Dreamliner har en startvekt på 550.000 pund og frakter 290 passasjerer. Med et fullastet rekkevidde på over 8000 mil er det omtrent ¼ pund per passasjermile - 1100% bedre!
Jet-motorer, bedre design, vektbesparende teknologi som fly by wire - alt har bidratt til kvantespranget - men kompositter har hatt en enorm rolle å spille. De brukes i Dreamliner flyramme, motorene og mange andre komponenter.
Bruk av kompositter i Dreamliner Airframe
Dreamliner har en flyramme som omfatter nesten 50% karbonfiber forsterket plast og andre kompositter. Denne tilnærmingen gir vektbesparelser i gjennomsnitt 20 prosent sammenlignet med mer konvensjonelle (og utdaterte) aluminium design.
Kompositter i flyrammen har også vedlikeholdsfordeler. En typisk bundet reparasjon kan kreve 24 eller flere timers nedetid for fly, men Boeing har utviklet en ny linje med vedlikeholdsreparasjonsevne som krever mindre enn en time å bruke. Denne raske teknikken gir muligheten for midlertidige reparasjoner og en rask snuoperasjon, mens slike mindre skader kan ha jordet et aluminiumsfly. Det er et spennende perspektiv.
Flykroppen er konstruert i rørformede segmenter som deretter forbindes sammen under sluttmontering. Bruken av kompositter antas å spare 50 000 nagler per fly. Hvert nagleplass ville ha krevd vedlikeholdskontroll som et potensielt sted for feil. Og det er bare nagler!
Kompositter i motorene
Dreamliner har GE (GEnx-1B) og Rolls Royce (Trent 1000) motoralternativer, og begge bruker kompositter mye. Nacellene (innløp og viftekuler) er en åpenbar kandidat for kompositter. Imidlertid brukes kompositter til og med i viftebladene til GE-motorene. Bladeteknologien har avansert enormt siden Rolls-Royce RB211. Den tidlige teknologien slo selskapet konkurs i 1971 da det er Hyfil karbonfibervifteblad, mislyktes i fuglestreiketester.
General Electric har ledet anlegget med titan-tippet komposittvifteknologi siden 1995. I Dreamliner kraftverk brukes kompositter til de første 5 trinnene i 7-trinns lavtrykksturbin.
Mer om mindre vekt
Hva med noen tall? GE kraftverkets lette vifteinneslutningskasse reduserer flyets vekt med 1200 pund (mer enn ½ tonn). Saken er forsterket med karbonfiberflette. Det er bare viftebesparelsen for viftekoser, og det er en viktig indikator på fordelene ved styrke / vekt av kompositter. Dette fordi en viftesak må inneholde alt rusk i tilfelle en viftesvikt. Hvis den ikke vil inneholde rusk, kan ikke motoren sertifiseres for flyging.
Vekt spart i turbinbladene sparer også vekt i den nødvendige inneslutningskassen og rotorene. Dette multipliserer sparing og forbedrer kraft / vekt-forholdet.
Totalt inneholder hver Dreamliner omtrent 70 000 pund (33 tonn) karbonfiberforsterket plast - hvorav omtrent 45 000 (20 tonn) pund er karbonfiber.
Konklusjon
De tidlige design- og produksjonsproblemene med å bruke kompositter i fly er nå overvunnet. Dreamliner er på toppen av flyets drivstoffeffektivitet, minimert miljøpåvirkning og sikkerhet. Med reduserte komponenttall, lavere nivåer av vedlikeholdskontroll og større lufttid reduseres støttekostnadene betydelig for flyselskaper.
Fra vifteblad til flykrok, vinger til vaskerom, ville Dreamliner effektivitet være umulig uten avanserte kompositter.