航空宇宙材料における炭素繊維の役割

宇宙および航空宇宙産業は、炭素繊維の深遠な能力を最初に利用した産業の1つです。何十年にもわたって、構造と設計の両方の目的で、アルミニウムやチタンなどの他の航空宇宙材料に取って代わり続けてきました。

たとえば、翼のような飛行機の部品は、炭素繊維複合材料の需要が高まっています。これは、航空宇宙材料に炭素繊維を使用することで、コストを節約し、環境廃棄物を削減できるためです。詳細については、以下をお読みください。

炭素繊維とは

独自の本を埋めることができる説明で、概要を説明しました。炭素繊維は、炭素原子でできた非常に丈夫で耐久性のある軽量の高級素材です。したがって、長い結晶糸または繊維に配置されます。

これらのインターロッキングファイバーにより、スチールの5倍の強度と、アルミニウムの軽量化が実現します。これはまた、航空宇宙材料の市場で強力な競争相手になります。航空宇宙産業の炭素繊維製品にはさまざまな形態があります。

他の航空宇宙材料の代わりに炭素繊維を使用するだけで軽量化できることは、業界に大きな恩恵をもたらします。また、エポキシと一緒に、他の金属の範囲外のものを含め、考えられるほぼすべての形状に成形することができます。これがあなたがそれを見つけることができる多くの場所の候補リストです。

航空機のほぼすべての場所で利用されている炭素繊維の最も注目すべき位置は、ボーイング787ドリームライナーやエアバスA350XWBなどの飛行機の中でです。炭素繊維複合材料に移行する理由はたくさんあります。

燃料効率の向上、空力性能の向上、必要な部品の数の削減、極度の熱への耐性がすべてリストの上位にあります。これらのメリットについて議論するのは難しいです。

驚異的な強度対重量比、耐伸縮性、柔軟性を備えたカーボンファイバーは、航空機の翼と尾の両方に理想的な素材です。また、他の金属製航空宇宙材料のように腐食したり疲労したりすることもありません。これにより、必要なメンテナンスが減ります。

重量がさらに問題になる場合は、カーボンファイバーが負荷を軽減します。ローテーターブレードやテールなどの特定の金属製ヘリコプター部品を置き換えることができます。また、ドア、楽器の囲い、座席、その他の内部コンポーネントの構築にも使用されます。

部品は小さいですが、重金属を非常に軽いものに交換すると、重量の差が増える可能性があります。腐食と疲労の両方に対するカーボンファイバーの耐性は、カーボンファイバーで作られた楽器の筐体がより長く、損傷のない寿命をもたらすことも意味します。これにより、費用と時間を節約できます。

超耐熱性と低熱膨張により、炭素繊維が宇宙に進出するのは当然のことです。 オリオンのような多くの宇宙船 熱シールドやロケットモーターノズルなどに使用されています。

炭素繊維複合材は、燃料貯蔵や固体ロケットモーターに使用される圧力容器を補強するためにも使用されます。宇宙船は、地球の大気圏への出入り時に非常に高い温度に耐える必要があります。このため、カーボンファイバーは内部と外部の両方の部品を強力にサポートします。

炭素繊維複合材料の需要が高まっています。何十年にもわたって利用されてきたにもかかわらず、豪華な素材は他の航空宇宙素材の中でも王様であり続けています。

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