Uçak kompozit onarımı geleceğe karar veriyor
CACRC Ticari Uçak Kompozit Onarım Komitesi
Çalışma grupları şunları kapsar:
Kompozit Tamir Malzemeleri, Kompozit Tamir Teknikleri, Kompozit Muayene, Kompozit Tasarım, Yerinde Eğitim, Havayolu Muayene ve Kompozit Tamir Şartları
Bu çalışma ilerliyor.
CACRC’nin mevcut operasyonel konulara odaklandığı ve bu nedenle öncelikle ince bileşenlerle, genellikle çok katmanlı yapılarla ilgili olduğu unutulmamalıdır (bkz. ). ‘ tasarım örnekleri çoğunlukla sandviç parçaları olan). Kompozitlere olan güven arttıkça, özellikle hafif sandviç paneller veya uçak kabin içlerinde kullanılan yapışkanlı yapılar, daha fazla kompozit birincil yapılar tanıtılıyor. Örneğin bugün, örneğin, Aerospatiale’nin ATR72 uçağının dış kanat kutularının yanı sıra Airbus kompozit dikey stabilizatörleri ve kanatçıklarını buluyoruz. Ancak bu tasarım monolitiktir ve genellikle ikincil tasarımlardan daha kalındır. Deneyimler, bu yapıların hizmet içi tehlikelere karşı son derece dirençli olduğunu göstermiştir, bu da daha karmaşık onarım süreçleri (metallere kıyasla) nedeniyle artan planlanmamış onarım maliyetlerini, sınırlı sayıda kaza göz önüne alındığında ihmal edilebilir kılmaktadır. Ancak, mevcut onarım yöntemlerini iyileştirmeye yönelik çabalar devam etmelidir. Havayolları arasında kompozitlerin çeşitli yönlerine farklı önem verilmektedir. Örneğin, bazı insanlar bileşik birincilin daha geniş kullanımını çok teşvik ederken, diğerleri daha temkinli. Bazı müşteriler tüm karmaşık bakımı şirket içinde gerçekleştirirken, diğerleri bunu üçüncü bir tarafa yaptırıyor. Boya sıyırma, bazıları için geçerlidir, diğerleri için geçerli değildir ve benzer yapıştırma veya cıvatalama onarım yöntemlerinin savunucuları vardır.
Operasyonda, havacılık kompozitlerini kullanma tehdidi:
Çoğu endüstride olduğu gibi, ticari operatörler, sonuçlarından biri, gelirleri en üst düzeye çıkarmak için uçakların yoğun kullanımı olan, giderek daha rekabetçi bir iş ortamıyla karşı karşıyadır. Sadece 30 dakikalık bir uçak dönüş süresi, uçakla çarpışma risklerinin … yemek kamyonları, yolcu merdivenleri, servis kamyonları, traktörler, yolcu otobüsleri vb. ile her zaman mevcut olmasını sağlar. Bu nedenle, beklenmeyen herhangi bir aksama süresi doğrudan havayolu kârlarına yansıdığı için ürün güvenilirliği büyük önem taşır. Bunun geçmiş yıllara göre daha büyük bir etkisi var çünkü bugün bir yolcu bir rakibin uçağıyla kolaylıkla uçabiliyor. Bununla birlikte, planlanmış veya planlanmamış uçak bakımı, uçuşa elverişli bir durumda tutmak için operatörlerin katlanması gereken bir maliyettir. Hem uçuşa elverişlilik gereksinimlerinin karşılanması hem de ürünlerinin bakım maliyetlerinin minimumda tutulması için uçağın çalışma ortamını anlamak OEM’in sorumluluğundadır. Operatör, sahadaki tehditlere karşı sağlam ve dayanıklı bir tasarım gerektirir.
Düşman ortamlarda faaliyet gösterdikleri için hizmette olan uçaklara yönelik birçok farklı tehdit vardır.
Göz önünde bulundurulan tehditler
a) Lastik enkaz etkisi
b) Motor enkazından kaynaklanan etki (hem büyük hem de küçük)
c) Motor yangını
d) Yıldırım çarpması
e) Yüksek yoğunluklu radyo frekansları
f) Yakıt pompasının kuru çalışması nedeniyle yapının yerel ısınması
g) Kuş çarpması etkisi
h) Kanal yırtılması nedeniyle sıcak hava girişi
i) Genel etki (dolu, düşen aletler, hangar, yakıt memeleri, pist enkazı vb.)
j) Genel çevresel etki
Kalın monolitik laminatların hasara karşı son derece dirençli olduğuna dair kanıtlara rağmen, her zaman büyük onarımlar için potansiyel ihtiyaç olacaktır.
Örneğin, Airbus tipi bir kanat kutusunun bazı alanlarında kalınlığın 1 inçten fazla olabileceği, kalın bir kompozit monolitik yapıyı elden geçiren havayolları ile ilgili çok az deneyim vardır. İnce paneller genellikle yapıştırılarak onarılırken, bu yöntem yapının kalınlığı arttıkça ek zorluklarla karşılaşacaktır. Halihazırda kabul edilen açılarda kazıma, orijinal hasarlı alanın önemli ölçüde genişleyebileceği ve bitişik yapısal elemanlarla çarpışabileceği ve onarım sürecini daha da karmaşık hale getirebileceği anlamına gelir. Birden fazla kurulumda yapılmadığı sürece sürekli ısı ve konsolidasyon uygulaması zor olacaktır, ancak sıralı kürleşmeyi tamamlamak için bekleme süresi kabul edilemez derecede uzun olabilir. Son olarak, uzun süreli yakıt teması gibi ek bir komplikasyona sahip olan kanat kutusu tasarımı söz konusu olduğunda, yapışma gücü hala sıkça dile getirilen bir sorundur ve yanıtlanması gerekecektir. Büyük onarımlar gerekliyse, metal tipi işlemler kullanılarak cıvata yamalarının (kompozit veya başka türlü) en iyi yöntem olması mümkündür, küçük hasarlar ise yapıştırma yöntemleri kullanılarak onarılabilir.
Metal parçalarla birleşim yerlerinde korozyon.
Metal yapıların korozyonu, uçak endüstrisinde muayene, onarım veya önleme girişimleri ile bağlantılı olarak büyük bakım maliyetlerine neden olur. Kuşkusuz, kompozitlerin ana avantajlarından biri, bu yükü azaltmak için muazzam potansiyeldir, ancak uçaklarda her zaman metal bileşenler olacaktır ve karbon arayüzlerinde korozyon potansiyeli çok ciddiye alınmalıdır. Halihazırda, uzun uçuş döngülerini ve uzun yıllar boyunca böyle bir hasar görmeden çalışan birçok planör var. Bu sorunları önlemek için yeterli koruma planları mevcuttur ve önemli maliyet tasarrufları elde etmek için dikkatli tasarım ve bakım yeterli olmalıdır. Dış ve iç kanat kutusunun birleşimi gibi ana bağlantılara özel dikkat gösterilmeli ve tasarım, denetim için makul erişime izin vermelidir.
Uçak boya temizliği.
Sıyırma ve yeniden boyama, havayolları tarafından görünümü güncellemek, şirket logosunu değiştirmek veya mülkiyet değişikliği nedeniyle gerçekleştirilen düzenli bir bakım işlemidir. Her büyük revizyonda kanatların yeniden boyanması oldukça yaygın olmasına rağmen, uçak genellikle her 3-5 yılda bir yeniden boyanır. Kimyasal temizleme yerine aşındırıcı yöntemler gerektiğinden, bunun kompozit bir kanat için daha pahalı olacağı endişeleri dile getirildi. Bu aşındırıcı yöntemler (kuru buz, buğday nişastası, su jeti ile kesme, lazerler vb.) için gerekli olan karmaşık ekipman, operatörlerin harcamak istemeyeceği büyük bir sermaye yatırımı gerektirir.
Kimyasal sıyırma, kompozite zarar verme riski taşır ve şu anda pratik bir seçenek değildir, ancak araştırmalar, üst katın hafif bir sıyırma maddesiyle kolayca çıkarılabildiği ancak astarın yerinde kaldığı boyalar geliştirmeye devam etmektedir. Alternatif çözümler, boyayı çıkarmadan yenilenebilen renkli pigmentli reçineler veya yapışkan filmlerdir.
Havacılık endüstrisindeki karbon kompozitler hakkındaki görüşler hem olumlu hem de olumsuzdur ve esas olarak ince laminatların ve/veya sandviç yapıların bileşenlerine dayanmaktadır. Operasyonel deneyim kazanmak ve dolayısıyla performanslarına olan güveni artırmak için, genellikle darbeye açık yerlerde metal destek yapılarını değiştirmek için kullanıldılar. Sonuç olarak, düzenli olarak hasar meydana gelir (metal parçalarda olduğu gibi) ve onarım gerekir. Nem sızması, çok ince laminatlarda (tipik olarak 2 katman) sorunlara neden olur, ancak en az 3 veya 4 katman tanımlayan iyi bir tasarım bir çözüm sağlamalıdır. Bu tür kompozit parçaların metal muadillerine göre daha uzun sürede onarıldığı ve bu nedenle daha yüksek plansız bakım maliyetleri gerektirdiği genel olarak kabul edilmektedir. Bu durum, kompozitler için izin verilen hasar sınırlarının muhafazakar bir şekilde küçük olması gerçeğiyle daha da kötüleşir. Bu eksiklikler fark edildi ve havacılık endüstrisi durumu iyileştirmek için çalışıyor.
Bununla birlikte, daha kalın kompozit monolitik laminatlar kullanıldığında, saha deneyimi hizmet ömürlerinin mükemmel olduğunu ve bir kanat kutusu yapmak için kullanıldığında çoğu darbe kaynağından korunacağını göstermiştir. Bununla birlikte, büyük hasarı onarmak için önlem alınması gereken nadir bir durum her zaman olacaktır ve bunun sonucunda ortaya çıkan plansız bakım maliyetleri gerçekten de metal eşdeğerinden daha yüksek olabilir. Bununla birlikte, operatörlerin yorgunluk, korozyon, planlı denetimlerde azalma ve yakıt tüketimi açısından faydalardan elde edecekleri LCC’de beklenen genel azalma göz önüne alındığında (ve bu faydalar havayolları tarafından zaten takdir edilmektedir), bunu gerçekleştirmek için olumlu çabalar göstermeye devam etmeliyiz. ticari uçaklarda büyük ölçekli uygulamalarda kompozitlerin potansiyel faydaları. Genel olarak endüstri, LCC’lerin öneminin giderek daha fazla farkına varıyor, ancak bunları değerlendirmek ve izlemek için araçlar geliştirmenin ilk aşamalarındayız. Bu nedenle, metal bir bileşeni iyi tasarlanmış bir kompozit bileşenle değiştirerek elde edilebilecek finansal fayda miktarını doğru bir şekilde tahmin etmek zordur.
Üreticiler, müşterilerinin yalnızca, hem ilk satın alma fiyatı hem de yaşam döngüsü maliyeti açısından ekonomik faydaların kanıtlanabilmesi durumunda, kompozit teknolojilerin büyük ölçekli uygulamasını kabul edeceklerini kabul etmelidir. Bu, bugünlerde OEM’lerin karşılaştığı zorluklardan biridir ve onların zorluğu, düşünceli tasarım ve uygun malzeme uygulaması yoluyla gereksinimi karşılamaktır.