Ispitivanje u vazduhoplovstvu
Aerokosmička industrija predstavlja ključnu tehnologiju od velikog ekonomskog i strateškog značaja. Razvoj autonomnih i bespilotnih letova – Napredna vazdušna mobilnost (AAM) i Bespilotni vazdušni sistemi (UAS) – trenutno je u punom jeku usred velikog napretka u sistemima upravljanja i kontrole letova. U današnjoj Novoj svemirskoj eri, privatne kompanije sarađuju sa etabliranim svemirskim organizacijama i željno rade na razvoju sopstvenih sistema za lansiranje raketa širom sveta kako bi zadovoljile rastuću potražnju za uslugama lansiranja u svemir. Sa ciljem da se vazduhoplovna industrija usmeri ka održivoj budućnosti, ubrzava se razvoj pogonskih sistema zasnovanih na održivim avionskim gorivima (SAF) na srednji rok i vodoniku na duži rok. Postojeće flote se modernizuju, a potražnja za održavanjem, popravkom i remontom aviona (MRO) stalno raste.
Sa sistemima za ispitivanje materijala na kriogenim temperaturama od -253 °C (20 K) do sistema za ispitivanje na visokim temperaturama do 2000 °C, pomažemo našim klijentima da razviju sve efikasnije lagane materijale i strukture. Otkrijte našu stručnost, dugogodišnje iskustvo i dubinsko razumevanje primene za mehaničko ispitivanje metalnih materijala, plastike ojačane vlaknima i sendvič kompozita, keramičkih materijala i za ispitivanje pričvršćivača koji se koriste u vazduhoplovnoj industriji. Mašine za statičko i dinamičko ispitivanje materijala kompanije ZwickRoell koriste naši kupci iz vazduhoplovne industrije širom sveta na svim nivoima tehnološke spremnosti (TRL) i podržavaju NADCAP akreditovana rešenja za ispitivanje.
Metali Kompoziti Visoka temperatura Kriogena temperatura Pričvršćivači Ispitivanje tvrdoće Projekti kupaca
Aluminijumske legure se široko koriste u vazduhoplovnim strukturama zbog svojih povoljnih karakteristika specifične težine, kao i zbog utvrđenih proizvodnih procesa i metoda proračuna. Legure titanijuma, još jedan od lakih metala, takođe imaju veoma povoljne karakteristike specifične za težinu, mnogo veću otpornost na koroziju u poređenju sa aluminijumom i veoma dobre karakteristike na visokim temperaturama. Stoga se posebno koriste za mehanički visoko opterećene komponente i za komponente motora. U manjim razmerama, legure čelika visoke čvrstoće mogu se naći u strukturnim komponentama koje su takođe izložene podjednako visokim naprezanjima.
Veliki napredak u procesima aditivne proizvodnje metala sada omogućava projektovanje veoma složenih laganih struktura koje se ranije nisu mogle realizovati konvencionalnim proizvodnim procesima. Metalni materijali, posebno laki metali i njihove legure, igraju ključnu ulogu u projektovanju i proizvodnji aviona i svemirskih sistema.
Važni standardi ispitivanja za metale
Pored statičkih metoda ispitivanja, ispitivanje zamora metalnih materijala igraju istaknutu ulogu u određivanju ponašanja metalnih materijala koji se koriste u vazduhoplovnim strukturama pod stvarnim uslovima opterećenja. Sa našim sistemima za ispitivanje, ZwickRoell pokriva sve uobičajene standarde za metale. Pored standardizovanih rešenja, nudimo različite nivoe prilagođenih adaptacija i automatizovane sisteme za ispitivanje metala.
Plastika ojačana vlaknima i sendvič kompoziti
Zbog svojih izvanrednih mehaničkih svojstava specifičnih za težinu, plastika ojačana vlaknima i sendvič kompoziti su čvrsto uspostavljeni za lagane strukture koje se koriste u vazduhoplovnoj tehnologiji. Laminati napravljeni od plastike ojačane ugljeničnim vlaknima (CFRP), posebno, podržavaju pojednostavljenu konstrukciju i dizajn vazduhoplovnih struktura zbog svojih povoljnih svojstava zamora. Veća otpornost na koroziju u poređenju sa dobro poznatim metalnim materijalima je još jedan razlog za upotrebu plastike ojačane vlaknima u ovoj industriji. Aerokosmička industrija je bila i nastavlja da bude pionir u kontinuiranom razvoju sistema kompozitnih materijala, proizvodnih procesa i metoda mehaničkih ispitivanja za karakterizaciju kompozitnih laminata i sendvič kompozita.
Pored širokog spektra statičkih i dinamičkih ispitivanja na sobnoj temperaturi, ispitivanja kompozita za vazduhoplovne strukture se često izvode i u definisanom temperaturnom opsegu od -55 °C (-67 °F) do 121 °C (250 °F). Trenutno, razvoj alternativnih i održivih koncepata pogona, koji se znatno intenzivirao poslednjih godina, i skladištenje tečnog vodonika na kriogenim temperaturama, što je najpovoljnija opcija za veće avione, sve više dovode u centar pažnje statička i ispitivanja zamora na ultraniskim temperaturama od -253 °C (20K).
Više o ispitivanju kompozita Više o kriogenim metodama ispitivanja
Važni standardi ispitivanja kompozita u vazduhoplovnoj industriji
| Metoda ispitivanja | Standardni | Fabrički standardi Airbusa / Boeinga |
|---|---|---|
| Ispitivanja zatezanja kompozita |
|
|
| Ispitivanje sabijanjem kompozita |
| |
| Ispitivanje smicanja u ravni |
|
|
| Ispitivanje savijanja kompozita |
| |
| Interlaminarna čvrstoća na smicanje ILSS |
| |
| Sabijanje nakon udara CAI |
|
|
| Odgovor ležaja i čvrstoća spoja |
|
|
| Brzina oslobađanja energije između slojeva |
| Ispitivanje ENF načina II
|
Da bi se utvrdilo ponašanje metalnih materijala koji se koriste u avionskim motorima na visokim temperaturama, pretežno se izvode ispitivanja zatezanja do 1.200 °C pomoću mašine za statičko ispitivanje materijala opremljene peći za visoke temperature. Kombinacija mašine za ispitivanje sa standardnom temperaturnom komorom i peći na visokim temperaturama pokriva još širi temperaturni opseg, od niskih temperatura do 1.200 °C. Da bi se utvrdila pouzdanost i izdržljivost visoko napregnutih komponenti u ekstremnim uslovima, metali otporni na visoke temperature se takođe podvrgavaju ispitivanju puzanja i zamora pri puzanju kako bi se odredile granice puzanja i karakteristike čvrstoće pri puzanju na različitim temperaturnim nivoima. Ovo pomaže našim kupcima da razumeju ponašanje novih legura otpornih na visoke temperature, da odaberu pravi materijal za određenu primenu i pruža odgovarajuće podatke za projektovanje komponenti izloženih visokim temperaturama.
Mehanička nosivost keramičkih matričnih kompozita (KMK) može se ispitivati i na izuzetno visokim temperaturama do 2.000 °C. Pogodnost KMK za specifične primene procenjuje se na osnovu ispitivanja zatezanja, sabijanja, smicanja, savijanja, puzanja i zamora usled puzanja. Da bi se osiguralo da se CMC-ovi ispitivaju u stvarnim radnim uslovima, ispitivanja se mogu sprovoditi u vakuumu i uslovima inertnog gasa u temperaturnom opsegu od 650 °C do 2.000 °C.
Sistemi za ispitivanje na visokim temperaturama kompanije ZwickRoell takođe podržavaju beskontaktno merenje naprezanja do maksimalne temperature. Prevremeni kvar osetljivih uzoraka izazvan udubljenjima konvencionalnih kontaktnih mernih sistema stoga se može isključiti. Automatski i adaptivni kontroler visoke temperature obezbeđuje visokopreciznu kontrolu temperature i sprečava greške operatera. Upotreba žrtvenih uzoraka, često potrebnih za ispitivanja na visokim temperaturama, više nije neophodna.
Više o ispitivanju na visokim temperaturama Više o sistemima za ispitivanje na visokim temperaturama Više o mašinama za ispitivanje puzanja
Različita tečna goriva koja se koriste za sisteme za lansiranje u svemir moraju se ohladiti do kriogenih temperatura. Njihov izbor zavisi od specifičnih zahteva misije, željenih performansi i tehnoloških mogućnosti, uključujući i proizvodnju tečnih goriva. Sa decenijama iskustva u razvoju sistema za lansiranje u svemir za vazduhoplovnu industriju, stečeno je iskustvo i kada je u pitanju ponašanje različitih materijala na kriogenim temperaturama. Međutim, ovo znanje nije široko dostupno i ne postoji za nove materijalne sisteme. Štaviše, prethodno napravljene rakete su bile projektovane za jednokratno lansiranje, dok su neki trenutni sistemi projektovani za višestruka lansiranja i ponovnu upotrebu. Za buduće koncepte održivih pogona u avijaciji, dugoročni cilj je upotreba tečnog vodonika, koji se zatim mora skladištiti u avionu na -253 °C (20 K).
Veoma dug vek trajanja modernih komercijalnih aviona znači da, pored statičkog ponašanja materijala na kriogenim temperaturama, sada sve više u fokus dolazi i ponašanje materijala koji se koriste za izradu sistema u avionu usled zamora. Prethodna otkrića o ponašanju materijala na kriogenim temperaturama iz prošlih svemirskih putovanja stoga se mogu primeniti na budući razvoj u oblasti avijacije samo u ograničenoj meri.
ZwickRoell nudi rešenja za statička i dinamička ispitivanja zakriogene metode ispitivanja koje se koriste u karakterizaciji materijala od metalnih materijala, kao i nearmiranih i vlaknima armiranih plastika. U zavisnosti od kriogenih temperatura koje treba postići, bira se između uranjajućih kriostata (77 K) ili kriostata kontinuiranog protoka (temperatura okoline do 15 K).
Više o ispitivanju materijala na kriogenim temperaturama
Pored mehaničkih svojstava materijala koji se koriste u vazduhoplovnim strukturama, strukturno ponašanje je u velikoj meri određeno svojstvima različitih korišćenih vijčanih i zakovičnih spojeva. U tu svrhu, statička čvrstoća, a posebno čvrstoća na zamor mehaničkih pričvršćivača primenjenih u ovim konstrukcijama, mora se ispitivati korišćenjem dinamičkih ispitivanja - posebno onih definisanih u standardizovanim metodama ispitivanja prema ASTM F606 i NASM 1312-8 i NASM 1312-13.
ZwickRoell nudi rešenja za statičko i dinamičko ispitivanje za pouzdano i efikasno izvođenje ovih vrsta ispitivanja.
Više o ispitivanju pričvršćivača
Metalni delovi i komponente za vazduhoplovne primene i odbrambenu tehnologiju podležu najvišim zahtevima u pogledu pouzdanosti, veka trajanja i funkcionalnog integriteta, ponekad i pod ekstremnim uslovima rada. Na primer, principom bezbednog projektovanja koji se koristi u vazduhoplovnoj industriji, kvar ili neispravnost komponente projektovane prema ovim smernicama je isključen tokom njenog predviđenog veka trajanja. Metalne komponente su stoga podvrgnute pažljivom praćenju procesa i preciznim metodama kontrole kvaliteta. Ispitivanje tvrdoće takođe igra važnu ulogu u ovim situacijama.
ZwickRoell nudi mašine za ispitivanje tvrdoće koje ispunjavaju sve ustanovljene metode ispitivanja tvrdoće i međunarodne standarde ispitivanja.
Više o metodama ispitivanja tvrdoće Više o mašinama za ispitivanje tvrdoće
