ul. Bydgoskich Przemysłowców 8 | Bydgoszcz
+48 509 491 716
52 561 48 01

Konstrukcyjne tworzywa sztuczne w lotnictwie i przemyśle lotniczym

Tworzywa konstrukcyjne obrabiane mechanicznie, wykorzystywane są w przemyśle lotniczym i lotnictwie już od blisko 45 lat. Najchętniej wykorzystywanymi w tej gałęzi przemysłu są poliamid 6.6 oraz poliacetal (jako powierzchnie narażone na ścieranie). Wykonuje się z nich złączki, listwy ochronne, wsporniki, przetoki, itp.

W latach 80-tych najwięksi producenci samolotów rozpoczęli na szeroką skalę stosować tworzywa konstrukcyjne w wielu elementach samolotów. Głównym powodem takiego stanu rzeczy było dążenie do zmniejszenia masy własnej samolotu i tym samym zwiększenia ładowności. Dążono bowiem do tego, aby samoloty mogły zabrać na swój pokład większą liczbę pasażerów lub relatywnie – większą liczbę towarów (samoloty cargo). Po licznych usterkach ze strony elementów wykonanych z  konstrukcyjnych tworzyw sztucznych, konstruktorzy doszli do wniosku, że muszą zajść pewne zmiany. Nie chciano rezygnować z tworzyw sztucznych, ponieważ ich waga zdecydowanie przejawiała za ich zastosowaniem. Konstruktorzy wymagali jednak dużo większej stabilności oraz wytrzymałości w określonych warunkach. Zaczęto więc stosować specjalistyczne tworzywa konstrukcje (najczęściej modyfikowane odpowiednimi dodatkami), które zapewniły nie tylko zmniejszenie wagi elementu, ale także odpowiednią wytrzymałość, a w efekcie większe bezpieczeństwo maszyny.

Poliamidy 6.6 oraz poliacetale są nadal stosowane w lotnictwie, ale na mniejszą skalę niż miało  to miejsce w latach 80. Większy nacisk w lotnictwie, kładzie się bowiem na tworzywa bardziej zaawansowane technologicznie. Chodzi tu w głównej mierze o tworzywa konstrukcyjne z odpowiednimi dodatkami, które zwiększają wytrzymałość, sztywność, odporność chemiczną, odporność temperaturową, zmniejszają współczynnik tarcia lub zwiększają lub zapewniają wyższy moduł sprężystości. Proste zabiegi w postaci dodatków i wypełniaczy (napełniaczy) pozwalają na znaczne poprawienie właściwości fizycznych tworzywa, przy jednoczesnym zachowaniu bardzo niskiej wagi.

Wraz z rozwojem świadomości konstruktorów lotniczych oraz znacznym postępem nauki w zakresie polimerów, w lotnictwie zaczęto stosować tworzywa wysokosprawne. Warto zauważyć, że jakość tworzyw wysokosprawnych zauważyła nawet Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA), która zastosowała tworzywo PEEK do części satelit okołoziemskich. Wracając jednak do bardziej ,,przyziemnych” tematów – w lotnictwie szerokie zastosowanie znalazło tworzywo PAI. Poliamidoimid jest bezpostaciowym, termoplastycznym, konstrukcyjnym tworzywem sztucznym o doskonałej sztywności i wytrzymałości w ekstremalnych temperaturach. Dopuszczalna temperatura pracy PAI wynosi +270 st. C. Materiał ten jest w stanie znieść surowe warunki cieplne, chemiczne i mechaniczne. PAI posiada również niski współczynnik ścieralności, dzięki czemu może być stosowany tam, gdzie występują wzmożona ścieralność. Przykładem zastosowania PAI w lotnictwie są przekładki wykorzystywane w montażu odwracaczy ciągu silników odrzutowych samolotu. Poliamidoimid został w tym przypadku wybrany, ze względu na jego wysoką sztywność i odporność na wysokie temperatury.

Nie można zapominać o innych tworzywach wysokosprawnych, które również znajdują zastosowanie w lotnictwie. Zaliczamy do nich polisiarczek fenylu (PPS) oraz polieteroeteroketon (PEEK). Tworzywa te również oferują bardzo wysoką wytrzymałość, bardzo niski współczynnik ścieralności oraz możliwość pracy w temperaturach, w których inne tworzywa uległy by szybkiej degradacji. Wysokiej klasy tworzywa, takie jak PAI (poliamidoimid), PI (poliimid), czy PBI (polibenzimidazol) posiadają dobrą odporność na płyty eksploatacyjne samolotu – płyny hydrauliczne oraz wysokooktanowe paliwo lotnicze.

Ostatnim przykładowym zastosowaniem tworzyw konstrukcyjnych w lotnictwie są tuleje zawiasów drzwi kabiny, drzwi wyjściowych, klapy samolotu, chwyty i wsporniki wyświetlaczy. Wykonywane są najczęściej z tworzyw zapewniających wysoką wytrzymałość mechaniczną oraz niski współczynnik tarcia. Są to najczęściej tworzywa, które nie wymagają smarowania, dzięki czemu zmniejsza się ilość koniecznych cykli serwisowych konkretnego elementu oraz ryzyko awarii przez zatarcie.

Reasumując – produkcja elementów z metali została w wielu przypadkach wyparta przez konstrukcyjne tworzywa konstrukcyjne oraz wysokosprawne. Nowoczesne tworzywa gwarantują nie tylko bardzo niską wagę (w stosunku do metali), ale również zbliżoną do metali wytrzymałość. Odpowiednio zmodyfikowane przy pomocy napełniaczy, nie wymagają również serwisowania. Jeżeli w newralgicznym w kwestii bezpieczeństwa lotnictwie, tworzywa konstrukcyjne spełniają atesty bezpieczeństwa, to dlaczego ich nie stosować ?!

Web Design BangladeshBangladesh Online Market