Kaalu vähendamine on oluline õhusõidukite projekteerimise ja valmistamise eesmärk, mis võib anda sõjalennukitele paremaid lennuomadusi ja parandada tsiviillennukite kütusesäästlikkust. Kui aga lennuki{1}}plaaditaoliste osade paksus on liiga õhuke, võib see silmitsi seista ebapiisava tugevuse ja jäikuse probleemiga. Kerge ja jäiga kihtmaterjali lisamine kahe paneelikihi vahele võib märkimisväärselt suurendada kandevõimet-, ilma et see kaalu oluliselt suurendaks, vastupidiselt tugiraami lisamisele.
See sarnaneb tuuleturbiini labade konstruktsiooniga, mida see sait on varem jaganud:
Klaaskiust{0}}tugevdatud epoksüvaigust (FRP) valmistatud kesta sise- ja välispinna vahele täidetakse balsapuidust või vahtsüdamiku kiht. Balsa oli ka esimene tuumamaterjal, mida kasutati lennukites, näiteks Briti Mosquito Bomber, kuulus II maailmasõja puidust lennuk, mis oli valmistatud kahest kasekihist, mis on kaetud balsavineerikihiga.
Kaasaegses kosmosetööstuses kasutatakse põhimaterjalide hulka kärgstruktuurid ja vaht. Pealtnäha pehme kärgstruktuur talub raskeveokite muljumist, sest stabiilne kärgstruktuuriga võre struktuur hoiab ära paindedeformatsiooni – sama põhimõtte järgi on lainepaberist valmistatud pappkarbid väga survekindlad.
Alumiinium on õhusõidukites enimkasutatav metall ja alumiiniumisulamist paneelide struktuur + alumiiniumist kärgstruktuuri südamik sobib loomulikult.
See on osa VFW614 lennukitiivast, mille tiiva tagaserv ja spoiler on valmistatud otse alumiiniumist kärgstruktuurist.
Muide, see VFW614 oli imelik pall, mille tiiva ülaossa oli paigaldatud mootor, mille töötas välja Lääne-Saksamaa United Aero-Technologies-FOKKER (VFW-FOKKER) lühikese-lennukaugusega 40-lennufirma, mis oli esimene 7-reisilennuki arendus ja 1. reisilennuk. reaktiivreisilennuk Lääne-Saksamaal pärast Teist maailmasõda (Ida-Saksamaa katse oli Bard 152, mis tegi oma esimese lennu 1958. aastal). Lennuk ei olnud äriliselt edukas, seda ehitati vaid 13, kuid see on siiski Saksamaa lennundustööstuse verstapost. Veelgi kuulsam lugu oli Prantsuse-Saksa partnerlus Airbusi ja Boeingu vahel.
Kuna lennukiehituses kasutatakse üha enam komposiite, siis kas alumiiniumist kärgstruktuuri saab samuti asendada?
Vastus on jah. Kõige levinum kasutusala tänapäevastes lennukites on aramiidpaberist kärgstruktuuriga komposiidid, mis on valmistatud süsinikkiuga tugevdatud vaigust ja muudest komposiitidest kärgpaneelide katmiseks, mida kasutatakse lennuki põrandates, luukides, siseosades, sabades, roolipindades, katted, labad jne, aga ka kiirrongides, siseseintel, lagedel.
Nagu nimigi ütleb, on see kärgstruktuuri valmistatud spetsiaalsest paberist, aramiidkiudpaberist.
Esmalt kaetakse aramiidpaber liimiribadega, mille laius võrdub kärjeaukude külgede pikkusega (kuusnurkse kärje puhul) ja ribade vahe on neli korda suurem kui külgede pikkus. Kleepribad kantakse peale sügavtrüki abil, mille käigus kindla laiusega ja vahedega sooned aplikaatori rullidel kannavad liimiribad aramiidpaberile.
Kaks kõrvuti asetsevat aramiidpaberi kihti on virnastatud ja kleepriba kõvastatakse kuumpressimise teel.
Järgmisena venitatakse aramiidvirn nagu akordion, et moodustada kärg. Kärgstruktuuri küpsetatakse ka tagasilöögipingete vabastamiseks ja kärgstruktuuri viimistlemiseks.
Kärg kõveneb immutamise teel (tavaliselt fenoolvaiguga), et täita poorid aramiidkiudude vahel. Vaik mängib rolli kiudude sidumisel ja koormuse ülekandmisel.
Kärgstruktuuri saab lõikamisprotsessiga muuta erineva kujuga.
Ülaltoodud kärgstruktuuri tootmisprotsess pärineb Hiina Aviation Industry Corporationi (AVIC) tütarettevõttest AVIC Composites, mis praegu toodab aramiidpaberist kärgstruktuuri, mille ava võre pikkus on 1,8–5,5 mm, tihedus 29–144 kg/m3 ja maksimaalsed mõõtmed 3900 x 900 x 900 mm.
Kuid aramiidpaberi kärgstruktuuri - aramiidkiudude ja aramiidpaberi - tootmise peamised toorained olid kunagi "kaelakee" probleem, millega me pikka aega silmitsi seisime.
Aramiidi nimetatakse tavaliselt para{0}}aramiidiks ja meta-aramiidiks.
Para-aramiid on valmistatud tereftaloüülkloriidi ja p-fenüleendiamiini polükondensatsioonist ning seda tuntakse ka kui "aramiid 1414" vastavalt asendusrühma asukohale benseenitsüklis ja loomulikult on selle kuulsaim kaubanimi "Kevlar" firmast US DuPont (Kevlar). Meta-aramiidi valmistatakse m-tolueendikarbonüülkloriidi ja m-fenüleendiamiini polükondensatsioonil ning seda tuntakse ka kui "Aramiid 1313", mida DuPont müüb Nomexi kaubanime all.
Võrdluseks, para{0}}aramiididel on suurem tugevus ja moodul, mille tulemuseks on aramiidpaberi ja kärgstruktuuri paremad mehaanilised omadused, samas kui meso-aramiididel on parem kuumus- ja leegikindlus.
Ketramisel saadud umbes 10 mikronise läbimõõduga aramiidfilament lõigatakse, et saada aramiidpaberi - lühikese-kiu, pikkusega 5–6 mm, üks olulisi tooraineid. Lühike-lõigatud suure tugevusega kiud, kuid pind on siledad, vähemaktiivsed rühmad, kiududevahelise põimumisjõu puudumist ei saa põhjustada ainult paber, vaid "armatuuri" ja "betooni" - aramiidina Paberimassi jahu või sademekiudude kombinatsioonist saab suure tugevusega paber. Tselluloosijahu on pärast paberimassi valmistamist lühikeseks lõigatud kiud, algne kiu struktuur on osaliselt katki, pind on kohev, paljastades rohkem aminohappeid, võib moodustada rohkem vesiniksidemeid, nii et lühikesed kiud on omavahel seotud; kiudude sadestamine on polümeerilahus kohevate lühikeste kiudude intensiivsel segamisel sadestamises.
Vees dispergeeritud aramiidkiud kopeeritakse paberisse (näidatud laboritest), sarnaselt traditsioonilisele paberitootmisprotsessile. Aramiidpaberil on aga täiendav kuumpressimise etapp, et aramiidkiud omavahel siduda. Mesoaramiidide madalam pehmenemistemperatuur muudab kiudude paberiga sidumise lihtsamaks ja seetõttu kasutatakse neid sagedamini aramiidpaberi kärgstruktuurides. Lisaks kasutatakse aramiidpaberit isoleerpaberina elektri- ja elektritööstuses.
Välisriigid alustasid 1967. aastal tööstuslikult aramiidi tootmist, samal ajal kui Hiina aramiiditööstus algas 1980. aastatel, tekkis suur lõhe välisriikidega, seistes silmitsi välismaiste ettevõtete, aramiidkiudude ja aramiidpaberi tehnilise embargoga, mis sõltus pikka aega impordist. Yantai Minsda (spandexi ja aramiidi Tahe New Materiali tütarettevõte) ning Shaanxi teadus- ja tehnoloogiaülikooli tselluloosi- ja paberitehnoloogia professori Zhang Meiyuni koostöö välismonopoli murdmiseks, aramiidpaberi lokaliseerimise saavutamiseks on veel Chaomeisi uusi materjale, Shenzhen Haotian Longbang komposiitmaterjalide ettevõte saab aramiidpaberi masstootmist.
See on kaasaegse Cai Luni jõupingutused, et Hiina lennukitel oleks kerge ja tugev kere!
Kohustustest loobumine: sellel veebisaidil avaldatud tööstuse uudiste artiklid on mõeldud ainult komposiitmaterjalide alaste teadmiste ja turuteabe vahetamiseks ja jagamiseks ning need ei ole mõeldud äriliseks otstarbeks. Kui mõnel isikul või organisatsioonil on kahtlusi artikli autoriõiguse või selle sisu autentsuse ja õigsuse suhtes, võtke meiega esimesel korral ühendust ja me tegeleme sellega õigel ajal.