2022. december 1. - Elza

Az új típusú gépekkel olcsóbban repülhetünk

A műanyagot egyre szélesebb körben alkalmazzák: utasszállító gépek egyes alkatrészeit is ebből készítik alumínium helyett. Az innováció eredménye a könnyebb szerkezet, kevesebb felhasznált üzemanyag, és ebből következően az olcsóbb jegy. Pedig még csak az
2008. február 28. csütörtök 10:58 - Mohai Szilvia
A műanyag mintha virágkorát élné: számos előnyös tulajdonsága van, igyekszünk is belőlük minél nagyobb hasznot kovácsolni. Műanyag csomagolás, borítás, szigetelés: könnyebb szerkezetek, kevesebb energiafelhasználás. Szinte nincs is már olyan tudományterület, ahol ne tudnánk alkalmazni ezt az anyagot. A légi közlekedés is felfedezte magának: egyre több repülőgép-alkatrész készül üvegszállal megerősített műanyagból, azaz kompozitból (a kompozit olyan összetett anyag, amely két vagy több különböző szerkezetű anyagkombinációból épül fel a hasznos tulajdonságok kiemelése és a káros tulajdonságok csökkentése céljából).



Az anyagot először a katonai repülőgépekben alkalmazták, később kezdték el az utasszállítóknál is bevetni őket. Akármekkora áttörést is jelent ez, a kompozitalkatrészek készítése csak lassan terjed, ugyanis az anyag tönkremenetelének folyamatát még nem ismerik pontosan, valamint a gyártási költségek is magasabbak, mint egy hagyományos alumínium-alkatrész esetében. A számos előny kihasználása érdekében különböző laboratóriumok mélyén a fejlesztések továbbra is folynak. Az átlagember viszont elég, ha ennyit megjegyez: műanyag gép, olcsóbb jegy.

A kompozit
A kompozitok olyan összetett anyagok, amelyek két vagy több különböző szerkezetű és makro-, mikro- vagy nanoméretekben elkülönülő anyagkombinációkból épülnek fel a hasznos tulajdonságok kiemelése és a káros tulajdonságok csökkentése céljából, mivel a kompozitok alapanyaga az erősítő fázis segítségével ér el jobb tulajdonságokat. Az alapanyagot mátrixnak, a többi elemet pedig második (vagy erősítő) fázis(ok)nak nevezzük. A kompozitok bármilyen két anyag (fém, kerámia, műanyag, üveg) kombinációjaként előállíthatók és az alapanyagot számtalan morfológiájú második fázissal erősíthetik (rövid vagy hosszú szálakkal és részecskékkel). A gyakorlatban a kompozitoknak több előnye is van. Elsősorban lehetővé teszik, hogy a tulajdonságoknak egy különleges kombinációját hozzuk létre. Másrészt ezek a tulajdonságok egy adott tartományon belül folyamatosan változhatnak. A kompozitok harmadik lényeges sajátsága, hogy olyan fizikai tulajdonsággal is rendelkezhetnek, melyek nem érhetők el külön-külön egyik alkotójával sem. Mindegyik esetben a cél a végtermék tulajdonságainak optimalizálása különböző alapanyagok együttes használatával. Kitűnő és az igényeknek megfelelően szabályozható a szilárdságuk, képlékenységük és korrózióállóságuk. (Forrás: Wikipédia)
A részletekről Dr. Gáti Balázs egyetemi adjunktust, a Budapesti Műszaki Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Repülőgépek és Hajók Tanszékének munkatársát kérdeztem.

Milyen előnyei vannak annak, hogy műanyagból készítik a repülőgépek egyes részeit?

A kompozit felhasználásával elsősorban azt szeretnék elérni, hogy könnyebb legyen a repülőgép, hiszen így kevesebb üzemanyagot fogyaszt.

Régebben miért nem alkalmazták ezt az anyagot? Nem ismerték fel a jelentőségét, nehéz volt előállítani?

Ezt az anyagot részleteiben valójában már a második világháború környékén is használták. Azonban, a vegyészeknek csak néhány évtizeddel ezelőtt sikerült kifejleszteniük ezt a manapság alkalmazott üvegszál-epoxigyanta keveréket; és ahhoz is el kellett telnie bizonyos időnek, hogy ez az új anyag a repülés területére bekerüljön. Először a repülőgép belső burkolataiban használták, valamint a szilárdság szempontjából kevésbé fontos helyeken. Most, hogy már jobban ismerjük ezt az anyagot, és tudunk bánni vele, elkezdtük alkalmazni szilárdságilag fontosabb területeken is. De az utasszállító repülőgépeknél még nem használják mindenhol, szép lassan terjed.

Van még olyan része a gépnek, amelyet ebből az anyagból lehetne elkészíteni?

A kisrepülőgépek, sportrepülők körében már ezerszámra adnak el komplett kompozitból készült darabokat. Az utasszállító gépeknél óvatosabban bánnak ezzel, mert ott vannak olyan nagy igénybevételű helyek, ahol egyelőre célszerűbbnek tűnik a fém használata.



A gépek biztonságát befolyásolja az, hogy egyes részek nem fémből, hanem kompozitból készülnek?

A repülőgépek biztonsága manapság gyakorlatilag nem műszaki jellegű probléma. Nagyon kevés repülőgép-szerencsétlenség történik ténylegesen műszaki okból, sokkal inkább emberi mulasztás, karbantartási hibák miatt. Ezen a szerkezeti anyagokkal nem lehet segíteni. Elsősorban a repülőgép súlyának csökkentése itt a cél. Ez az anyag egészen más, mint a fém; talán képzeljük el úgy, mint a fát vagy a rétegelt lemezt, amelynek száliránya van, és a tulajdonságai mások a szálirányban és az attól eltérő irányban. Nagy változás a kompozit megjelenése a fém után; ezért is lassan, óvatosan kezdik el alkalmazni a repülőgépek szerkezetében. Bár a köztudatba most jutott el ennek a híre, valójában a folyamat már sokkal korábban elkezdődött: nem olyan hirtelen változás ez, mint amilyennek látszik. Egy hosszú fejlődés közepén tarthatunk jelenleg, amely az ötvenes évek óta tart.

Hogyan fogják kihasználni a gépek súlyának csökkenését: gyorsabban repülnek majd, vagy ugyanolyan sebességgel, de több utassal a fedélzeten?

Az utasszállító gépek sebessége jól behatárolható érték: nem a szerkezet, hanem a hanghatár miatt nem repülnek gyorsabban: a hanghatárhoz közeledve ugrásszerűen nő az utasszállító gépek ellenállása, így nem célszerű növelni a sebességet, hiszen már egy kis sebességnövekedés is sokkal több üzemanyag-felhasználással járna. Ha mégis sebességnövekedést céloznak meg a gépek, akkor az a hangsebesség kétszeresének elérése. A Concorde-nál is így történt: ott sem a néhány százalékos sebességnövelés volt a cél, hanem a két és félszeres - ez egy nagyon nagy ugrás, kisebben viszont nem gondolkoznak. A mostani repülőgépeknél - mint az Airbus A 380-as vagy a Boeing Dreamliner - sem a sebességet szerelnék növelni: a gép könnyítése érdekében használják ezeket a kompozitanyagokat, így növelik a hasznos teher arányát ugyanakkora fogyasztás mellett, vagy ugyanarra az utasszámra kisebb fogyasztású repülőt tudnak tervezni.



Megnőhet-e a repülés népszerűsége abból kifolyólag, hogy többen utazhatnak a gépeken?

Mindez a jegyárakban fog megnyilvánulni. A gépek száma nem fog változni, hiszen abból mindig annyit gyártanak, amennyit a légitársaságok kérnek. Mivel kevesebb üzemanyagra van így szükség, csökkenteni tudják a jegyárakat, illetve az utaskomfortot növelni - ez a két tendencia létezik: a fapadosok az előbbit, a klasszikus légitársaságok pedig az utóbbit alkalmazzák. A fapados légitársaságok többek közt ennek is köszönhetik, hogy ilyen ugrásszerű árcsökkenéssel tudtak megjelenni a piacon - ők alkalmazzák a legkorszerűbb gépeket.

Környezetvédelmi szempontból is előnyösebb ez az anyag?

Ez egy nagyon bonyolult dolog; ahhoz, hogy választ tudjunk adni a kérdésre, végig kellene néznünk egy kompozitból készült alkatrész teljes életciklusát, a gyártástól kezdve a működésen át az újrafelhasználásig. Ezt a szakaszt kéne elemezni az energia és a károsanyag-keletkezés szempontjából; úgy tudnánk megállapítani, hogy ez az anyag előnyösebb-e környezetvédelmi szempontból, mint a fém.

Más járművek készítéséhez lehet használni a kompozitot?

Igen, és tudtommal alkalmazzák is az autóiparban; de a szárazföldi és vízi közlekedés területén nem produkál akkora előnyöket, mint a repülőgépeknél, ahol a szerkezet könnyebbé válása jelentősen csökkenti az üzemeltetés költségeit.

Kompozit alkalmazása az Airbus A380-as repülőgépnél
A szénszál-erősítésű műanyagokat (CFRP) az A380 nagyméretű elemeinek előállításához alkalmazzák. Ez az első polgári repülőgép, amelynek szárnytője szénszál-erősítésű kompozitból készül, ami másfél tonna tömegcsökkenést eredményez a legfejlettebb alumíniumötvözethez képest. A kérdéses szerkezet - amely akkora, mint egy oldalára fektetett emeletes London-busz - köti össze a szárnyakat és a gép törzsét. Alighanem ez az egész repülőgép legkritikusabb szerkezeti eleme. A függőleges vezérsík, a kormánylapát és a magassági kormányok szintén CFRP-ből készültek, akárcsak a felső fedélzet oszlopai és a hátsó nyomástartó válaszfal is. A CFRP itt 60% szénszálból és 40% gyantából álló keverék, amelynek szilárdsága gépi megmunkálással tovább fokozható. Ez teszi ideálissá kisméretű, nagy igénybevételnek kitett alkatrészek gyártására. (Forrás: muanyagipariszemle.hu)
Kapcsolódó cikkeink
További cikkeink
Legfrissebb hírek
Legolvasottabb hírek
Legfrissebb írásaink
Legolvasottabb írásaink
Szavazás Tudomány témában
Ön szerint mi okozta a koronavírust?
Egyszerű véletlen
Az állatok és emberek közt megnövekedett találkozásszám
Kína terjesztette gazdasági előnyökért
Trump áll mögötte
Nem tudom, de nem lehet véletlen
ÁLLÍTSA BE A DÁTUMOT ÉS MEGTUDJA MI TÖRTÉNT AZNAP A VILÁGBAN
A HírExtra különleges időgépével nem csupán egyetlen hírre, de az adott nap teljes híranyagára rátalálhat, az oldal fennállása óta.
Dátum: - - Idő: -
FOTÓTÁR
Felkapcsolták a margitszigeti futókör LED-világítását