Materiały kompozytowe w nowoczesnych samolotach — od włókna węglowego do naprawy

Gdy starsze samoloty były w dużej mierze zbudowane z aluminium, coraz większa część nowych samolotów jest dzisiaj wykonana z materiałów kompozytowych — zazwyczaj wzmacnionego włóknem węglowym plastiku (CFRP) i włókna szklanego, często połączonego z rdzeniem honeycomb w konstrukcjach kanapkowych. Airbus A350 i Boeing 787 są oba zbudowane z około połowy masy struktury w komponowaniu, a rozwój oznacza, że jako technik lotniczy musisz opanować inny zestaw technik inspekcji i napraw niż te, które dotyczą metalu.

Materiał kompozytowy składa się z włókien — włókien węglowych lub włókien szklanych — ułożonych warstwami i związanych razem macierzą żywicy, która stwardnieje do sztywnej, lekkiej i bardzo silnej struktury. W obszarach, gdzie wymagana jest dodatkowa sztywność bez dodatkowej wagi, takich jak klapy, stery i panele podłogowe, często stosowana jest konstrukcja kanapkowa ze środkowym materiałem honeycomb między dwoma cienkimi warstwami kompozytu.

• 01Niższa waga daje niższe zużycie paliwa
• 02Brak korozji w tradycyjnym sensie, ale pochłanianie wilgoci musi być monitorowane
• 03Mniej części, ponieważ złożone kształty można odlać w jedno
• 04Dobra odporność na zmęczenie z powtarzających się cykli obciążenia

Siła kompozytów jest jednocześnie ich wyzwaniem podczas inspekcji. Uderzenie — od wózka schodów, upadłej skrzyni narzędzi lub gradu — może spowodować wewnętrzną delaminację między warstwami bez widocznego wgniecenia na powierzchni. Nazywa się to »barely visible impact damage« (BVID), i właśnie dlatego struktury kompozytowe są inspekcjonowane innymi metodami niż golym okiem.

• 01Uszkodzenia kosmetyczne na zewnątrz warstwy ochronnej można często naprawić harpiks (wypełniacz i wykończenie)
• 02Uszkodzenia strukturalne wymagają zatwierdzonej metody naprawy z SRM, np. naprawy wycięte i łatane
• 03Naprawy są hartowane w autoklawie pod ciśnieniem i temperaturą (naprawa warsztatu) lub z workiem próżniowym i kocami grzewczymi bezpośrednio na samolocie (naprawa polowa).
• 04Każda naprawa musi być udokumentowana z kategorią i czy jest czasowa czy stała

Pył polerski z włókna węglowego jest przewodnikiem i może powodować zwarcia elektryczne, jeśli dostanie się do elektroniki, a jednocześnie jest drażniące dla skóry i dróg oddechowych i musi być zbierane za pomocą ekstrakcji punktowej i filtrowanych masek. Utwardzające żywice mogą powodować reakcje alergiczne przy powtórzonym kontakcie ze skórą, więc rękawiczki i prawidłowa wentylacja są stałą częścią pracy — nie opcją.

Przejście z metalu na kompozyt zmienił to, co technik lotniczy powinien móc na palcach. Tam gdzie struktura metalowa często wyraźnie ostrzega o uszkodzeniu - wgniecie, zadrapanie, zmiana koloru - struktura kompozytowa może wyglądać całkowicie nienaruszona, chociaż wewnątrz straciła dużą część swoją wytrzymałość. To stawia wymóg nie tylko nauczenia się wykonywania konkretnej metody badania, ale także nauczenia się myśleć o tym, kiedy podejrzenie ukrytego uszkodzenia powinno w ogóle wzbudzić twoją uwagę - na przykład po twardym lądowaniu, kolizji z wózkiem schodów lub po prostu długotrwałej ekspozycji na światło UV i wilgoć.

Jednocześnie szerokie zastosowanie kompozytów oznacza, że rzadko pracujesz z tylko jednym typem materiału na nowoczesnym samolocie. Większość zadań konserwacyjnych wymaga, aby mogła się poruszać między metalem, kompozytem i kombinacjami tych dwóch — na przykład gdzie panel kompozytowy jest przyspawany do metalowej ramy. Tutaj wiedza o zarówno mocnych, słabych stronach obu materiałów, jak i metodach naprawy jest kluczowa dla prawidłowej oceny szkody i wyboru prawidłowej ścieżki naprawy z SRM.