극한 환경에서 플랩을위한 재료 혁신

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극한 환경의 도전

극한 환경은 표준 재료가 견딜 수 없다는 스트레스로 플랩을 적용합니다. 이러한 도전을 이해하는 것은 적절한 솔루션을 선택하거나 개발하는 첫 단계입니다.

북극 도전

극성 및 기질 지역에서 온도는 -60°C 이하를 떨어질 수 있습니다. 그런 극성에, 많은 금속 및 중합체는 과민한, 충격 저항 및 구조상 무결성을 잃습니다. 찬 적시와 더 온난한 조건 (예를들면, tarmac에 격막 난방 또는 태양 방사선) 사이 열 순환은 격막 확장을 유도하고, 부수거나 탈라기 위하여 지도합니다. 통제 표면에 얼음 accretion는 공기역학 단면도를 바꾸고 무게를 추가하고, 탈선에, 화학 물질에 의하여 극성 물질을 삭제할 수 있는 동안, 유기 물질에 의하여 강제적인 물질을 삭제할 수 있습니다.

사막 도전

이 제품은 50°C, 강렬한 태양 광선 및 거친 샌드 폭풍을 초과하는 주간 온도의 반대 세트를 선물합니다. 모래 입자 에드로드 리드 가장자리 및 표면 코팅, 특히 높은 공기 속도에서. 직접 태양 노출에서 열 팽창은 진동을 이동하는 플랩 어셈블리에 오작동 또는 바인딩을 일으킬 수 있습니다. 낮은 습도와 결합 된 많은 재료는 가속 산화 및 자극으로부터 고통받습니다. 열, UV 및 모래의 조합은 긴 플래티넘에 대한 여행의 조합을 만듭니다.

물자 선택 Criteria

엔지니어는 극한 환경에 대한 플랩 재료를 선택할 때 무게가 많은 기준을 사용합니다. 이들은 다음과 같습니다.

  • 작동 온도 범위 – 재료는 -70°C에서 +100°C 또는 그 이상으로 기계적 특성을 유지해야 합니다.
  • 열팽창 계수 – 응력을 방지하기 위해 인접한 구조와 일치해야 한다.
  • 충격 저항 – 특히 저온도에서 연성 감소.
  • Abrasion resistance – 공기가 덮인 모래로 사막 환경에 중요한.
  • 무게] - 모든 킬로그램이 연료 효율에 영향을 미치는 항공 우주 플랩에 특히.
  • 재발성 및 유지성 – 특수 장비 없이 현장 수리의 용이성.
  • 유효성 및 제조] – 이국적인 재료는 규모에 유연해야합니다.

혁신적인 재료 솔루션

고급 컴포지트

탄소 섬유 강화 폴리머 (CFRP)는 현대 플랩 건설의 백본이되었습니다. 그들의 특정 강도 (강도 중량 비율)은 지금까지 알루미늄 합금의 그를 초과합니다. 특히, cyanate 에스테르 또는 수정 된 에폭시와 같은 적절한 수지 시스템을 선택하여 Arctic 또는 사막 조건을 생존하기 위해 복합체를 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 낮은 수분 흡수 및 높은 유리 전환 온도를 전시하고, 그 중 하나는 모두에 적합한 섬유를 형성하고, 극성 섬유의 장점을 설명합니다. [FRP]는 극성 섬유의 장점을 설명합니다. [FRP]는 극성 섬유의 장점과 장점을 설명합니다. [FRP]

모양 기억 합금

니켈 티타늄 (니티놀)과 같은 모양 기억 합금 (SMAs)는 온도에 의해 방아쇠를 겪을 수 있습니다. 극단적인 환경에서 플랩을 위해, 이 재산은 적응시키는 행동을 가능하게 합니다. Arctic 상태에서, 경첩 SMA 또는 액추에이터는 얼음 유도한 손상을 방지하기 위하여 뻣뻣뻣함을 바꾸거나 물개를 유지하기 위하여 변화할 수 있습니다. 사막 열에서는, SMAs는 열팽창을 자동적으로 수용할 수 있습니다, 부착 점에 긴장. [FLT: 0]에 연구자는 SMAS[FLT:]를 위한 극단적인 생활에서, SMAS]는 극단적으로 구조상에서 확고한 생활을 위한 계획이 있습니다.

자기 치유 재료

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세라믹 매트릭스 컴파운드

고속 항공기 또는 엔진 배기 장치 (ceramic matrix Composites)의 가까이에 극한 열과 같은 플랩을 위해 일치하지 않는 열 안정성을 제안합니다. 실리콘 카바이드 섬유 강화 실리콘 카바이드 (SiC / SiC)는 대부분의 금속의 융점 이상을 초과하는 1000°C 이상 작동 할 수 있습니다. 현재 틈새, CMCs는 뜨거운 활주로에 착륙하는 사막 가동을 위해 평가되고 있습니다. 낮은 플랩 표면의 200°C를 초과할 수 있습니다. 또한 사막 환경에 적합한 사막을 위해 사막을 만들 수 있습니다.

표면 코팅 및 치료

최고의 대량 재료는 환경 공격으로부터 보호해야합니다. 표면 코팅은 방어의 첫 번째 라인을 형성합니다.

안티 에이징 및 Icephobic 코팅

아크로틱 작업에서, 플랩에 얼음 형성은 공기역학을 혼란시키고 이동 부분을 움직이지 않게 할 수 있습니다. 불화성 중합체 또는 실리콘 탄성체와 같은 소수성 중합체에 근거를 둔 수동적인 빙수 코팅은 얼음을 헛간하는 자연 기류 또는 중력을 허용한다. 심지어 더 새로운 접근은 얼음 핵을 방지하는 윤활유 주입 표면 (SLIPS)을 사용합니다. US 공기 힘 및 NASA는 빙수에 비해 알루미늄 판독률을 테스트했습니다.]]

마모 저항 및 고온 코팅

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부식 보호

Arctic 및 사막 환경은 일반적으로 건조하지만 밤에 응축주기는 금속 플랩에 아연 부식을 촉진 할 수 있습니다. Chromate-free 변환 코팅 및 전자 코트 뇌관은 강력한 내식성을 제공하는 동안 환경 규정을 충족하기 위해 개발되었습니다. 복합 플랩의 경우 얇은 금속 메쉬 또는 포일 층은 가벼운 타격 보호에 내장 될 수 있으며 수분 장벽으로 작동합니다.

Extreme Environments의 테스트 및 인증

플랩에 대한 재료 혁신은 현장 배포 전에 엄격한 자격 테스트를 살아야한다. 표준 테스트 환경은 다음과 같습니다.

  • Cold는 테스트] – 장시간 기간 동안 -70°C에 플랩 샘플을, 충격과 flexure 시험에 의해 따랐습니다.
  • 열 충격 사이클링 – 턴오프 및 착륙 사이클을 시뮬레이션하기 위해 -55°C와 +85°C 사이의 급속 전환.
  • 모래 침식 테스트 – ASTM G76 또는 유사한 절차를 사용하여 사막 폭발에서 재료 손실을 채우기 위해 대표자의 velocities.
  • UV 노후화] - 사막 태양 부하의 몇 년과 동등한 크세논 아크 노출.
  • 풍경 검사 – Arctic-specific Coatings를 위해, 얼음 가속율과 헛간 효과를 측정합니다.

플랩 어셈블리는 습도, 모래 및 온도 조건을 동시에 재현하는 전체 규모의 환경 챔버에서 테스트됩니다. 이러한 테스트에서 데이터는 서비스 수명을 예측하는 무한 요소 모델로 공급됩니다.

사례 연구: 북극 및 사막 작업에 있는 플랩 성과

북극: C-130 헤르쿨스 플랩 수정

Lockheed C-130, 극지수의 사마, 안타 티아의 McMurdo 역에 지속적인 작업을 위해 필요한 플랩 재료 업그레이드. 원래 알루미늄 플랩은 착륙 충격에 찬 강모에서 고통. 하이브리드 CFRP 침수와 열악한 가장자리를 설치와 외부 피부를 대체하는 솔루션. NSF에 따르면 극지 항공 지속 , 이러한 수정은 2 년 동안 6 개월 동안 서비스로 인해 발생하는 손상을 줄였습니다.

사막: 전투 차량 플랩 덮개

중동 사용 직물 강화 고무 플랩에서 작동 장갑차 모래 진입에서 서스펜션 구성 요소를 보호 하기 위해. 초기 커버는 오프로드 작동의 500 km 미만에서 wore를 포함. 더 새로운 디자인 사용 aramid 섬유 강화 실리콘 고무 외부 표면에 세라믹 코팅. 필드 데이터에서 U.S. 육군 테스트 쿠웨이트 서비스 수명에 5 배 증가를 입증, 심지어 높은 모래 농도에서.

미래 지향

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극한 환경에서 플랩에 대한 재료 혁신은 단순히 증가하지 않습니다. 그들은 세계에서 가장 까다로운 극장에서 작업을위한 전략적 기능을 나타냅니다. 고급 복합 재료, 적응 합금 및 설계 표면 결합함으로써 현대 플랩은 이제 생존하고 그들의 선임자가 실패한 곳을 수행 할 수 있습니다. 테스트 및 교차 연구에 대한 지속적인 투자는 기후가 더 예측할 수 없다는 것을 보증 할 것입니다. 우리의 하드웨어는 신뢰할 수 있습니다.