مركبات الفضاء

لقد أحدث تطبيق المواد المركبة والبحث في مجال الفضاء الثورة في وتيرة التطوير داخل هذا المجال. على الرغم من وجود تاريخ يزيد قليلاً عن 20 عامًا ، إلا أنها تظهر مزايا هائلة على المواد المعدنية التقليدية.

في عالم الطيران المدني ، قام مصنعو الطائرات المدنية المشهورة عالميًا مثل بوينغ و Airbus بخطوات كبيرة في استخدام المواد المركبة. في إنتاج بوينج لطائرة الركاب B777 ، تمثل المركبات 9 ٪ من إجمالي وزن هيكل الطائرات ، بينما في الطائرات B787 ، تشكل المركبات التي تعزز الألياف الكربونية ومواد تعزز للألياف الزجاجية 50 ٪ وفورات كبيرة للوقود. علاوة على ذلك ، تشتمل طائرة A350XWB من Airbus على مركبات مقوى بالألياف الكربونية في مكونات مثل لوحات جسم الطائرة والإطارات وإطارات النوافذ وأبواب المقصورة ، مما يمتد بشكل كبير من فاصل صيانة الطائرة من 6 إلى 12 عامًا ، وبالتالي تقليل تكاليف صيانة العملاء.

في قطاع الطيران العسكري ، منذ منتصف سبعينيات القرن العشرين ، تم استخدام المواد المركبة تدريجياً في مكونات مثل المثبتات الرأسية والأسطح التيل الأفقية للطائرات العسكرية مثل F-15 و F-16 و MIG-29 و MIRAGE 2000 و F /A-18 ، من بين أمور أخرى. بعد ذلك ، تم استخدام مواد مركبة في مكونات الحمل الحرجة للطائرات العسكرية مثل الأجنحة والأجهزة في الطائرات مثل AV-8B ، B-2 ، F/A-22 ، F/A-18E/F ، F-35 ، Rafale ، JAS-39 ، Typhoon ، S-37 ، مما يقلل من وزن الطائرات وتعزيز التشغيل بشكل كبيرالقدرات.

في مجال المركبات الجوية غير المأهولة ، فإن المزايا الفريدة للطائرات بدون طيار في الحرب الحديثة قد غذت زيادة سريعة في الطلب. يتم إنشاء جميع الأجنحة ، وأقسام الذيل ، وألواح المحرك ، والجسم الطائرة الخلفي لطائرة RQ-4 Global Hawk Reconnaissance من الولايات المتحدة من مواد مركبة. بالإضافة إلى ذلك ، تتضمن DJI Mavicpro Drone الصينية على نطاق واسع مواد مركبة في هيكلها.

تعمل طائرات الهليكوبتر ، على عكس الطائرات الثابتة الجناحين التقليدية ، بسرعات أبطأ ، ارتفاعات أقل ، وتعرض لظروف قاسية مثل الرطوبة ، الجفاف ، والعواصف الرملية ، وتتطلب مقاومة أكبر للطقس ومقاومة التآكل من هياكلها. علاوة على ذلك ، فإن شفرات الدوار من طائرات الهليكوبتر تتطلب مواد ذات مقاومة عالية التعب. وبالتالي ، نظرًا لمقاومة التعب الممتازة ، وخصائص تخميد الاهتزاز ، ومقاومة التآكل ، فإن المواد المركبة مناسبة تمامًا للتصميمات الهيكلية في طائرات الهليكوبتر.

ضمن عالم محركات الطيران ، والمعروف عن تعقيدها التقني ودورات التطوير الطويلة ، يتم الترحيب بها كجواهر التاج لهذه الصناعة. تشمل الأهداف التي تم متابعتها في تصميم محركات الطيران المدني نسب عالية للوزارة ، وانخفاض استهلاك الوقود ، وانخفاض الضوضاء ، والحد الأدنى من الانبعاثات. لتحقيق هذه الأهداف ، وجدت المواد المركبة تطبيقًا واسع النطاق في محركات الطيران المدني.

في مجال مركبات إطلاق الفضاء ، وجدت المواد المركبة أيضًا استخدامًا واسعًا. من خلال استخدام المواد المركبة ، يمكن للصواريخ أن تقلل من وزنها الهيكلي مع ضمان القوة والصلابة ، وبالتالي تعزيز قدرات الحمولة النافعة. ومن الأمثلة على ذلك صاروخ M-5 في اليابان ، وصواريخ فرنسا أريان 2 ، وسيارة إطلاق الأقمار الصناعية الأوروبية فيغا ، وصاروخ الولايات المتحدة الأمريكية ، وكل المواد المركبة الاستفادة منها.

في مجال الأقمار الصناعية ، يتم استخدام المركبات العالية المقواة بألياف الكربون على نطاق واسع في بناء هياكل الأقمار الصناعية ، ومصفوفات الألواح الشمسية ، والهوائيات ، مما يزيد من إمكانية وقيمة المواد المركبة في صناعة الطيران.