The Next Frontier in Aerospace Durability

Modern uçaklar, sürekli mekanik, termal ve kimyasal stresin yapısal bileşenler üzerinde çalıştığının ortamlarda çalışır. Ailerons - sık denetim gerektiren uçuş kontrol yüzeyleri - özellikle savunmasızdır, çünkü yüksek iyonlu yükler, organik yaralar, mühendislerden ilham alarak, mikrokavramların, delaminasyonun ve etkisinin kaçınılmaz olduğunu kabul ederler, bu tür değişiklikleri ve bileşenleri dramatik bir şekilde azaltıp, bu tür bir şekilde iyileştirmenin ve bileşenlerinin yeniden iyileştirilebilmesi için.

Kendi kendine özgü malzemeler nedir?

Kendi kendine özgü malzemeler hasar görmüş maddelerden sonra işlevselliği kurtarma yeteneğine sahip mühendislerdir. Uzay ortamında, materyal sadece bir çatlakları kapatmamalı veya bir boşluk doldurmamalıdır, aynı zamanda orijinal mekanik özellikleri geri yüklemektedir - özellikle de sertlik, ve yorgunluk direnci.Intrinsic ve intrinsic. Extrinsic sistemler, gömülü rezervuarlara (mikrokapsiyonlara, boş fiberlere veya damar ağları) giriş yapmadan, iyileştirici bir şekilde serbest bırakmaktır.Intrinsic ve intrinsic and intrinsic systems are changed blocked models or constraint networks.

Konsept yeni değil; ilk olarak, Beyaz ve al. (2001) Illinois Üniversitesi'nde mikrokapsule temelli öz-yaşlı polimer kompozitlerde, orijinal kırıkların %75'ine geri dönebilir ([Dönetici, polimer kimyası ve katkı maddeleri).

Ailerons'un Eleştirel Rolü

Ailerons her kanadın yolunda bulunur, genellikle kanat uçları yakınında bulunurlar. -biri hareket eder - bir yuvarlanmış polimerler oluşturmak için - bu işlev onları sürekli olarak farklı aerodinamik yüklere maruz bırakır, vibrasyona ve birçok uçakta, yağmurdan doğrudan kesintiye uğratabilir, ayrıca, tavukların danetlenmesiyle yapılan otomatiğe mal olur.

Ailerons'taki Ortak Hasar Moduları

  • [FONT:0)Fatigue çatlakları[DÜT 1: 1) ek puanlara ve sert kenarlara bağlı olarak
  • [FONT:0)Erosion [DFLT:1], kum, yağmur ve buz parçacıkları yüzey kaplamasını abrading.
  • [FONT:0]Impact hasar[Döntme hasarı[Döntgen: 1)
  • [FONT:0)Delaminasyon[[Döneticileri arasında kompozit laminatlar üretimi veya aşırı yüklemeler nedeniyle)
  • [FONT:0)Galvanic korozyon[Dönetici: 1) Metal-composite arayüzlerinde metal-kompozisyon arabirimlerinde bulunan kromatları

Kendi kendine özgü malzemeler, seçilmiş şifa kimyası ve yapısal mimariye bağlı olarak tüm bu modları ele geçirebilir. Örneğin, mikrokaplar, optikte çatlakları kırarak, form-memory alaşımları etkilenebilir.

Aileron Yapıları için Kendi Kendine Yönelik Malzemeler

Araştırma ve geliştirme, havacılık uygulamaları için uygun dört büyük aile üretti. Her biri farklı avantajları ve sınırlamaları var.

Mikrocapsule-Based Polimer Kompozitleri

Bu, bir sıvı şifa aracı içeren 2021'de en olgun öz-healing teknolojisidir. Küçük kapsüller (tipik olarak 10–100]D:0) kompresyonlar (Dörtücüler) ve polimerler ile uyumlu bir mikropler için yüzeysel kaplamalar (örneğin,) ile birlikte, bu derileri kapatarak, mikropüreçleri kapatarak, monomerler.

  • [FONT:0)Advantages:[[Dönemli) Proven kimya, ölçeklenebilir üretim, minimum kilo ceza ceza ceza ceza ceza ceza ceza ceza ceza ceza cezası:
  • [FONT:0)Disadvantages:[Dönetici: 1) Sınırlı bir hasar sitesinde tek kullanımlık iyileşmeye sınırlı; zamanla katalizör bozulması; pristin malzeme özellikleri üzerindeki olumsuz etkileri önlemek için dikkatli bir dağıtım gerektirir.

Vascular Networks

Organizallerin dolaşım sistemleri tarafından ilham alın, rezervuarın iki ayrı ağ kullanmasına izin vermek; ancak kanal duvarı kırıntılı bir şekilde karıştırın.Kaynaklama işlemine izin verin.D baskı) Kanallar doğrudan kontenja göre karmaşık damar kalıpları diktememiştir.Bazı suçlular iki ayrı ağ kullanır - bir karbon için bir tane - sadece bir tane sertleştirilmiş bir panelde, preformasyona karşılanır.

  • [FONT:0)Advantages:[[Dönetici: 1 ) Mümkün olan çoklu şifa döngüsü, dış rezervuardan yeniden doldurulabilir, daha büyük hasar hacimleri için çalışır.
  • [FONT:0)Disadvantages:[Dönetici:[Dönetici: 0) Daha karmaşık üretim, kanal ve sıvıdan kilo artışı, sonsuzluktan kaçınmak için gerekli olan yalıtımlara ihtiyaç vardır.

Şekil-Memory Alloys (SMAs)

Bir geçiş sıcaklığının üzerinde ısınan büyük deformasyonlar, SMA teller veya kurdeleler bir polimer matrisinde yer alıyor, ancak bir etkinin plastik deformasyon veya sıkıştırmaya neden oluyorsa, SMA ısıtılması veya beton ısınması için betonarme yapıtları geri yüklemek için kullanılan betonlar ve orijinal geometrisini geri yüklemek için özellikle etkili.Bu mekanizma özellikle de çok iyileştirici bir şekilde incelenir.Bu efekt, betonun bozulmasına ve geri yüklemeye devam eden yüzeyler için kullanılan yüzeyler için geri yükleme işlemine izin verir.

  • [FONT:0]Advantages:[[Dönetici: 1) Yüksek kurtarma stresi, büyük yerindenajları ele geçirebilir, geri dönüşümlü bisiklet olası bisiklet olası bisikletler
  • [FONT:0)Disadvantages:[Dönetici] Enerji girişinin ısıtma için gerekli olması, iyileşmenin sınırlı olması (gösterilmiş tahvil onarımı), SMA elementlerin yorgunluk birçok döngüde birçok döngüde

Teredilemez Covalent Bonds (Vitrimers)

PPV'ler, vitrimerler olarak adlandırılan yeni polimerlerin sınıfları, ısıtılmış mekanizmalar altında kırabilecek dinamik bir eşdeğer bağı içeriyor: dış iyileşme ajanı gerekli değildir.Döneticileri, vitrimerler, hasar görmüş alan tarafından uygun sıcaklığa kadar tekrar kırılabilir.

  • [FONT=0)Advantages:[[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönekli şifa döngüsü, hiçbir uygun ajanlar, geri dönüşüm için potansiyel
  • [FONT:0)Advantages:[Dönetici:[Dönetici: ısı / ışık), yüksek sıcaklıklardaki mekanik özellikler, mikrokapsule sistemlere kıyasla daha yavaş iyileşme kinetiğine ihtiyaç duyar.

Üretim ve entegrasyon Challenges

Laboratuvarda kendini büyütme veya kapsüllere zarar vermek önemli engeller ve dikkat etmek için tasarlanmıştır.İlk ölçeklenebilirlik: mikrokapılı alaşımlar, SMA telleri, elektrik yalıtımlarını korumak için şu anda otomatik olarak entegre etmek için, beton kaplama sistemleri ve dikkatli bir işlem gerektirir. Vasüler ağlar stres koncentratörleri veya delaminasyon başlatıcıları olarak işlevsiz kullanım koşulları oluşturmak için gerekli olan kanıtları gerektirir.

Mevcut Araştırma ve Gerçek Dünya Uygulamaları

Birçok önemli proje, mikrokapüllülük içeren bir kanat panelini başarıyla gerçekleştirdi.Kapitalize edilen poliurethane-dliferli motorlar ile birlikte yapılan araştırmalarda, soğuk hava kirliliğine karşı yapılan üç aşamalı olarak, ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuarı (AFRL) aynı zamanda, gelişmiş enerji tesislerine yönelik olarak, gelişmiş enerji tesislerine yönelik olarak, gelişmiş enerji verimliliğine sahip olan diğer alt yüzeylere de "kendi-healing Skin panelleri" araştırdı.

Düzenleme ve Sertifika Hurdles

Kendi kendini kınayan materyallerin sertifikalı uçaklara uyum sağlaması, analiz ve test yoluyla doğrulanabilir 14 CFR Bölüm 25 (veya eşdeğer) hava değeri için uygun bir şekilde belirlenme yükümlülüğünün, iyileştirici ve tekrarlanabilir hale getirilmesinin yeterli olduğunu gösteriyor. Sertifika yetkilileri, herhangi bir güvenlik-kırıklama sistemi analiz ve test yoluyla doğrulanabilir olmasını bekler.Bir kendini kınayan aile dostu için, bu, tarif edilen hasar eşi benzeri durumlarda, iyileştirici mekanizmalar kullanılarak yapılan onarım mekanizmalarının daha iyileştirici bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.

Future Yol Tarifi

Bir sonraki öz-healing malzemelerinin evrimi, tek bir yapısal mimaride birden fazla mekanizma birleştirecektir - örneğin, küçük matrix çatlakları ve daha büyük delaminasyonlar için damar ağı, tüm kontrollü bir form-memory "splint" tarafından kontrol edilir - bu, aile boşluklarının bir araya gelmesi için kapalı bir bağlantı kurmaca yaklaşımları tekrarlamak için, eklenmeli bir şekilde yeniden şekillendirilmesine izin verir.

Çevre ve Ekonomik Faydaları

Güvenlik ve bakım tasarruflarının ötesinde, kendini tedavi eden aileronları, yapıştırıcılar ve hava kirliliği gibi onarım malzemelerinin tüketimini azaltılabilir. Ekonomik olarak, bağımsız bakım etkinliklerinde önemli bir azalmayı görebiliriz. Geniş bir uçaktaki aile değiştirme yeteneği - geri çekilme veya ısıtmadan - on 100 bin parçaya mal olabilir ve onarım malzemelerinin tüketimini doğrudan geri yüklemez.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Aile yüzeyi ve yapıları için kişisel olarak malzeme, laboratuvar merakının ötesine geçti ve şimdi uçuş sonrası programlarda lider havacılık örgütleri tarafından güvenilir bir şekilde değerlendiriliyor. Mikrocapsule temelli kompozitler, damar ağları, form-memory alaşımları ve vitrimerler her biri eşsiz avantajları ve yüz özel zorluklar sunuyor.