يعد تقليل الوزن هدفًا مهمًا لتصميم وتصنيع الطائرات، ويمكن أن يمنح الطائرات العسكرية أداء طيران أقوى، ويحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود للطائرات المدنية. ومع ذلك، إذا كان سمك اللوحة-مثل الأجزاء الموجودة على الطائرة رفيعًا جدًا، فسوف تواجه مشكلة عدم كفاية القوة والصلابة. يمكن أن تؤدي إضافة مادة شطيرة صلبة وخفيفة الوزن بين طبقتين من الألواح إلى زيادة قدرة حمل الحمولة بشكل ملحوظ-دون زيادة الوزن بشكل ملحوظ، بدلاً من إضافة إطار داعم.
وهذا يشبه بناء شفرات توربينات الرياح التي شاركها هذا الموقع من قبل:
يتم ملء طبقة من خشب البلسا أو قلب الرغوة بين الأسطح الداخلية والخارجية للجلد المصنوع من الألياف الزجاجية-راتنجات الإيبوكسي المقواة (FRP). كانت البلسا أيضًا أول مادة أساسية تستخدم في الطائرات، مثل الطائرة البريطانية Mosquito Bomber، وهي طائرة خشبية شهيرة من الحرب العالمية الثانية مصنوعة من طبقتين من خشب البتولا محصورتين بطبقة من خشب البلسا الرقائقي.
في صناعة الطيران الحديثة، تشمل المواد الأساسية المستخدمة هياكل قرص العسل والرغوة. يمكن لقرص العسل الذي يبدو ناعمًا أن يتحمل سحق الشاحنات الثقيلة لأن الهيكل الشبكي المستقر لقرص العسل يمنع تشوه الانحناء، وهو نفس المبدأ الذي يجعل صناديق الورق المقوى المصنوعة من الورق المموج شديدة المقاومة للضغط.
الألومنيوم هو المعدن الأكثر استخدامًا في الطائرات، كما أن هيكل ألواح سبائك الألومنيوم + قلب قرص العسل من الألومنيوم مناسب بشكل طبيعي.
هذا جزء من جناح طائرة VFW614، مع الحافة الخلفية للجناح والجناح المصنوع مباشرة من هيكل قرص العسل المصنوع من الألومنيوم.
بالمناسبة، كانت طائرة VFW614 غريبة الأطوار بمحرك مثبت أعلى الجناح، وقد طورتها شركة United Aero-Technologies-FOKKER (VFW-FOKKER) في ألمانيا الغربية كطائرة ركاب قصيرة-المدى 40-، قامت بأول رحلة لها في عام 1971 وكانت أول تطوير لطائرة مدنية نفاثة في ألمانيا الغربية بعد الحرب الثانية الحرب العالمية (محاولة ألمانيا الشرقية كانت بالطائرة Bard 152، التي قامت بأول رحلة لها عام 1958). لم تحقق الطائرة نجاحًا تجاريًا، حيث تم تصنيع 13 طائرة فقط، لكنها لا تزال علامة فارقة في صناعة الطيران الألمانية. وكانت القصة الأكثر شهرة هي الشراكة الفرنسية الألمانية بين إيرباص وبوينغ.
مع تزايد استخدام المواد المركبة في بناء الطائرات، هل يمكن استبدال قرص العسل المصنوع من الألومنيوم أيضًا؟
الجواب هو نعم. التطبيق الأكثر شيوعًا في الطائرات الحديثة هو مركبات الأراميد الورقية على شكل قرص العسل، والمصنوعة من الراتنج المقوى بألياف الكربون وغيرها من المركبات لتغطية ألواح قرص العسل، المستخدمة في أرضيات الطائرات، والبوابات، والأجزاء الداخلية، والذيول، وأسطح الدفة، والأجنحة، والمجاديف، وما إلى ذلك، ولكنها تستخدم أيضًا في القطارات عالية السرعة-، والجدران الداخلية، والأسقف، ورفوف الأمتعة وما إلى ذلك.
كما يوحي الاسم، فإن قرص العسل هذا مصنوع من نوع خاص من الورق، ورق ألياف الأراميد.
أولاً، يتم طلاء ورق الأراميد بشرائط لاصقة، عرضها يساوي طول جوانب فتحات قرص العسل (في حالة قرص العسل السداسي)، وتكون المسافة بين الشرائط أربعة أضعاف طول الجوانب. يتم تطبيق الشرائط اللاصقة عن طريق الطباعة بالحفر، حيث تقوم الأخاديد ذات العرض والتباعد المحددين على بكرات أداة التطبيق بنقل الشرائط اللاصقة إلى ورق الأراميد.
يتم تكديس طبقتين متجاورتين من ورق الأراميد في وضع متدرج ويتم معالجة الشريط اللاصق بالضغط الساخن.
بعد ذلك، يتم تمديد كومة الأراميد مثل الأكورديون لتشكيل قرص العسل. يتم خبز قرص العسل أيضًا لتحرير ضغوط الارتداد ووضع اللمسات النهائية على قرص العسل.
تتم معالجة قرص العسل عن طريق التشريب (عادة باستخدام راتنج الفينول) لملء المسام الموجودة بين ألياف الأراميد. يلعب الراتينج دورًا في ربط الألياف ونقل الحمل.
يمكن تصنيع قرص العسل إلى أشكال مختلفة عن طريق عملية القطع.
تأتي عملية تصنيع قرص العسل المذكورة أعلاه من شركة AVIC Composites، وهي شركة تابعة لشركة صناعة الطيران الصينية (AVIC)، والتي تنتج حاليًا قرص العسل من ورق الأراميد بأطوال شبكية ذات فتحة تتراوح من 1.8 إلى 5.5 مم، وكثافات تتراوح من 29 إلى 144 كجم / م 3، وأبعاد قصوى تبلغ 3900 × 1850 × 900 مم.
ومع ذلك، فإن المواد الخام الرئيسية لإنتاج قرص العسل من ورق الأراميد - ألياف الأراميد وورق الأراميد - كانت ذات يوم مشكلة "القلادة" التي واجهناها لفترة طويلة.
يُشار إلى الأراميد عادةً باسم بارا-أراميد وميتا-أراميد.
يتم تصنيع بارا-الأراميد من تكثيف كلوريد تيريفثالويل وp-فينيلينديامين، ويعرف أيضًا باسم "أراميد 1414" حسب موقع المجموعة البديلة على حلقة البنزين، وطبعًا أشهر اسمه التجاري هو "كيفلر" التابع لشركة دوبونت الأمريكية (كيفلر). يتم تصنيع ميتا- الأراميد عن طريق التكثيف المتعدد لكلوريد ثنائي كربونيل التولوين m- وفينيلين ثنائي أمين، ويعرف أيضًا باسم "أراميد 1313"، والذي يباع تحت الاسم التجاري Nomex بواسطة DuPont.
وبالمقارنة، فإن الباراميد- يتمتع بقوة ومعامل أعلى، مما يؤدي إلى خصائص ميكانيكية أفضل لورق الأراميد وأقراص العسل، في حين أن الأراميد المتوسط- يتمتع بمقاومة أفضل للحرارة واللهب.
يتم قطع خيوط الأراميد التي يبلغ قطرها حوالي 10 ميكرون والتي يتم الحصول عليها من الغزل للحصول على واحدة من المواد الخام المهمة لورق الأراميد - ألياف قصيرة- مقطوعة، بطول 5 ~ 6 مم. ألياف قصيرة مقطوعة ذات قوة عالية، ولكن السطح أملس، ومجموعات أقل نشاطًا، ونقص قوة التشابك بين الألياف، لا يمكن أن يكون سببها الورق وحده، ولكن ك"حديد التسليح"، و"الخرسانة" - وجبة لب الأراميد أو مجموعة ألياف الترسيب، تصبح ورقًا ذو قوة عالية. وجبة اللب عبارة عن ألياف قصيرة مقطوعة بعد الحصول على اللب، ويتم تكسير بنية الألياف الأصلية جزئيًا، ويكون السطح رقيقًا، ويكشف المزيد من الأحماض الأمينية، ويمكن أن يشكل المزيد من روابط الهيدروجين، بحيث يتم ربط الألياف المختصرة معًا؛ ترسيب الألياف عبارة عن محلول بوليمر في الترسيب القوي مع التحريك للألياف القصيرة الرقيقة.
يتم نسخ ألياف الأراميد المنتشرة في الماء إلى ورق (الاختبار المعملي موضح)، على غرار عملية صناعة الورق التقليدية. ومع ذلك، فإن ورق الأراميد لديه خطوة إضافية للضغط الساخن لربط ألياف الأراميد معًا. إن انخفاض درجة حرارة التليين للميزواراميدات يجعل من السهل على الألياف الارتباط بالورق، وبالتالي يتم استخدامها في كثير من الأحيان في مركبات الأراميد الورقية على شكل قرص العسل. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام ورق الأراميد كورق عازل في صناعة الطاقة والكهرباء.
بدأت الدول الأجنبية في عام 1967 الإنتاج الصناعي للأراميد، بينما بدأت صناعة الأراميد في الصين في الثمانينيات، كانت هناك فجوة كبيرة مع الدول الأجنبية، التي واجهت الحظر الفني للشركات الأجنبية، وألياف الأراميد وورق الأراميد لفترة طويلة تعتمد على الواردات. Yantai Minsda (شركة تابعة لإنتاج ألياف لدنة وأراميد Tahe New Material) وجامعة شنشي للعلوم والتكنولوجيا بالتعاون مع أستاذ هندسة اللب والورق Zhang Meiyun، لكسر الاحتكار الأجنبي، لتحقيق توطين ورق الأراميد، لا تزال هناك مواد Chaomeisi جديدة، يمكن لشركة Shenzhen Haotian Longbang للمواد المركبة الإنتاج الضخم لورق الأراميد.
إنها جهود كاي لون المعاصرة، حتى تتمتع طائرات الصين بجسم خفيف وقوي!
إخلاء المسؤولية: المقالات الإخبارية الصناعية المنشورة على هذا الموقع مخصصة فقط لتبادل ومشاركة المعرفة ومعلومات السوق حول المواد المركبة، وليس المقصود منها أي غرض تجاري. إذا كان لدى أي شخص أو منظمة أي شك حول حقوق الطبع والنشر للمقال أو صحة ودقة محتواه، يرجى الاتصال بنا في المرة الأولى وسنتعامل مع الأمر في الوقت المناسب.