Komposit Dalam 787 Dreamliner Boeing

Berapa kepadatan rata-rata bahan yang digunakan dalam pesawat terbang modern? Apa pun itu, pengurangan kepadatan rata-rata telah sangat besar sejak Wright Brothers menerbangkan pesawat praktis pertama. Dorongan untuk mengurangi berat badan di pesawat terbang adalah agresif dan berkelanjutan dan dipercepat dengan cepatnya menaikkan harga bahan bakar. Drive ini menurunkan biaya bahan bakar spesifik, meningkatkan persamaan kisaran / muatan dan membantu lingkungan. Komposit memainkan peran utama dalam pesawat terbang modern dan Boeing Dreamliner tidak terkecuali dalam mempertahankan tren penurunan berat badan.

Douglas DC3 (sejak 1936) memiliki berat lepas landas sekitar 25.200 pound dengan komplemen penumpang sekitar 25. Dengan kisaran muatan maksimum 350 mil, itu sekitar 3 pound per mil penumpang. Boeing Dreamliner memiliki berat lepas landas 550.000 pound membawa 290 penumpang. Dengan jangkauan penuh lebih dari 8.000 mil, itu kira-kira ¼ pound per mil penumpang - 1100% lebih baik!

Mesin jet, desain yang lebih baik, teknologi penghematan berat seperti fly by wire - semuanya berkontribusi pada lompatan kuantum - tetapi komposit telah memainkan peran besar. Mereka digunakan dalam badan pesawat Dreamliner, mesin, dan banyak komponen lainnya.

Dreamliner memiliki badan pesawat yang terdiri dari hampir 50% Fiber Karbon plastik bertulang dan komposit lainnya. Pendekatan ini menawarkan penghematan berat rata-rata 20 persen dibandingkan dengan yang lebih konvensional (dan ketinggalan jaman) aluminium desain.

Komposit di badan pesawat juga memiliki keunggulan perawatan. Perbaikan yang terikat secara khusus mungkin membutuhkan 24 jam atau lebih downtime pesawat tetapi Boeing telah mengembangkan lini baru kemampuan perbaikan pemeliharaan yang membutuhkan kurang dari satu jam untuk diterapkan. Teknik cepat ini menawarkan kemungkinan untuk perbaikan sementara dan perputaran cepat sedangkan kerusakan kecil seperti itu mungkin telah membumikan pesawat aluminium. Itu adalah perspektif yang menarik.

Badan pesawat dibangun di segmen tubular yang kemudian bergabung bersama selama perakitan akhir. Penggunaan komposit dikatakan menghemat 50.000 paku keling per pesawat. Setiap situs paku keling akan membutuhkan pemeriksaan pemeliharaan sebagai lokasi kegagalan potensial. Dan itu hanya paku keling!

Dreamliner memiliki pilihan mesin GE (GEnx-1B) dan Rolls Royce (Trent 1000), dan keduanya menggunakan komposit secara ekstensif. Nacelles (inlet dan fan cowls) adalah kandidat yang jelas untuk komposit. Namun, komposit bahkan digunakan dalam bilah kipas mesin GE. Teknologi blade telah berkembang pesat sejak zaman Rolls-Royce RB211. Teknologi awal membangkrutkan perusahaan pada tahun 1971 ketika bilah kipas serat karbon Hyfil gagal dalam tes serangan burung.

General Electric telah memimpin dengan teknologi pisau kipas komposit berujung titanium sejak 1995. Di pembangkit listrik Dreamliner, komposit digunakan untuk 5 tahap pertama dari turbin tekanan rendah 7 tahap.

Bagaimana dengan beberapa angka? Wadah penahanan kipas berat pembangkit listrik GE mengurangi berat pesawat hingga 1.200 pound (lebih dari ½ ton). Kasing ini diperkuat dengan jalinan serat karbon. Itu hanya menghemat berat kasing kipas, dan merupakan indikator penting dari manfaat kekuatan / berat komposit. Ini karena kipas harus berisi semua puing-puing jika kipas rusak. Jika tidak akan mengandung puing maka mesin tidak dapat disertifikasi untuk penerbangan.

Berat yang disimpan dalam bilah turbin blade juga menghemat berat pada wadah dan rotor penahan yang diperlukan. Ini melipatgandakan penghematan dan meningkatkan rasio kekuatan / berat.

Secara total setiap Dreamliner mengandung sekitar 70.000 pon (33 ton) plastik yang diperkuat serat karbon - di mana sekitar 45.000 (20 ton) pon adalah serat karbon.

Desain awal dan masalah produksi menggunakan komposit di pesawat terbang kini telah diatasi. Dreamliner berada di puncak efisiensi bahan bakar pesawat, meminimalkan dampak lingkungan dan keselamatan. Dengan jumlah komponen yang berkurang, tingkat pemeriksaan pemeliharaan yang lebih rendah, dan airtime yang lebih besar, biaya dukungan berkurang secara signifikan untuk operator maskapai.

Dari bilah kipas hingga badan pesawat, sayap hingga ruang cuci, efisiensi Dreamliner tidak akan mungkin terjadi tanpa komposit canggih.