Havacılık ve uzay testleri
Havacılık ve uzay mühendisliği, ekonomik ve stratejik açıdan büyük öneme sahip bir anahtar teknolojidir. Şu anda, otonom ve insansız uçuş alanındaki gelişmeler – Advanced Air Mobility (AAM) ve Unmanned Air Systems (UAS) – tüm hızıyla devam etmekte olup, bu gelişmeler uçuş yönetimi ve kontrol sistemleri alanındaki büyük ilerlemelerle desteklenmektedir. Günümüzün “Yeni Uzay Çağı”nda, özel şirketler köklü uzay kuruluşlarıyla işbirliği yapıyor ve uzay fırlatma hizmetlerine yönelik artan talebi karşılamak için dünya çapında kendi fırlatma roketlerinin geliştirilmesini tüm hızıyla sürdürüyor. Havacılık endüstrisini sürdürülebilir bir geleceğe taşımak amacıyla, orta vadede Sürdürülebilir Havacılık Yakıtları (SAF) temelli, uzun vadede ise hidrojen temelli tahrik sistemlerinin geliştirilmesi teşvik edilmektedir. Mevcut filolar modernize ediliyor ve hava taşıtlarının bakım, onarım ve revizyon (MRO) ihtiyacı sürekli artıyor
-253 °C (20 K) gibi kriyojenik sıcaklıklarda malzeme testi için kullanılan test sistemlerinden 2000 °C'ye kadar yüksek sıcaklık test sistemlerine kadar geniş bir yelpazede sunduğumuz çözümlerle, müşterilerimizin giderek daha yüksek performanslı hafif yapı malzemeleri ve yapıları geliştirmelerine olanak tanıyoruz. Metal malzemeler, elyaf takviyeli plastikler ve sandviç kompozitler ile seramik malzemelerin mekanik testleri ve havacılık ve uzay uygulamalarına yönelik bağlantı elemanlarının testleri konusunda sahip olduğumuz uzmanlığı, uzun yıllara dayanan tecrübemizi ve uygulamalara ilişkin derin bilgi birikimimizi keşfedin. ZwickRoell'in statik ve dinamik malzeme test cihazları, dünya çapındaki havacılık ve uzay sektöründeki müşterilerimiz tarafından tüm TRL seviyelerinde kullanılmakta olup, NADCAP akreditasyonuna sahip test çözümleri sunmaktadır.
Metal Kompozit Yüksek sıcaklık Kriyojenik sıcaklıklar Bağlantı elemanları Sertlik testi Müşteri projeleri
Alüminyum alaşımları, iyi ağırlık-özellik oranları, yerleşik üretim süreçleri ve hesaplama yöntemleri sayesinde havacılık ve uzay yapılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hafif metallerin bir başka sınıfı olan titanyum alaşımları da çok iyi bir ağırlık-performans oranına, alüminyuma kıyasla çok daha üstün korozyon direncine ve çok iyi yüksek sıcaklık özelliklerine sahiptir. Bu nedenle, özellikle mekanik yüklerin yoğun olduğu parçalar ve motor bileşenlerinde kullanılırlar. Az da olsa, yüksek mukavemetli çelik alaşımları, aynı şekilde yüksek yük altındaki yapısal elemanlarda da kullanılmaktadır.
Metaller için katmanlı üretim yöntemlerinde kaydedilen büyük ilerlemeler, günümüzde geleneksel üretim süreçleriyle daha önce gerçekleştirilemeyen son derece karmaşık hafif yapıların tasarlanmasını mümkün kılmaktadır. Metal malzemeler, özellikle hafif metaller ve bunların alaşımları, hava ve uzay araçlarının tasarımında ve üretiminde bu nedenle kilit bir rol oynamaktadır.
Metal testleri hakkında daha fazla bilgi
Önemli metal test standartları
Statik test yöntemlerinin yanı sıra, havacılık ve uzay yapılarında kullanılan metal malzemelerin gerçek yük koşulları altındaki davranışını belirlemek için yorulma testleri de son derece önemli bir rol oynamaktadır. ZwickRoell, test sistemleriyle tüm yaygın metal standartlarını kapsamaktadır. Standart çözümlerin yanı sıra, metaller için çeşitli düzeylerde müşteriye özel uyarlamalar ve otomatik test sistemleri sunuyoruz.
Elyaf takviyeli plastikler ve sandviç kompozitler
Üstün ağırlık-spesifik mekanik özellikleri sayesinde, elyaf takviyeli plastikler ve sandviç kompozitler, havacılık ve uzay teknolojisindeki hafif yapıların yapımında sağlam bir yer edinmiştir. Özellikle karbon fiber takviyeli plastiklerden (CFK) üretilen laminatlar, sahip oldukları avantajlı yorulma özellikleri sayesinde havacılık yapılarının tasarım ve hesaplamalarında basitleştirmelere olanak tanır. Yaygın olarak kullanılan metal malzemelere kıyasla daha yüksek korozyon direnci, bu sektörde elyaf takviyeli plastiklerin kullanılmasının bir başka nedenidir. Havacılık ve uzay sektörü, kompozit malzeme sistemlerinin, üretim süreçlerinin ve son olarak da kompozit laminatların ve sandviç kompozitlerin karakterizasyonuna yönelik mekanik test yöntemlerinin sürekli geliştirilmesinde her zaman öncü olmuştur ve olmaya devam etmektedir.
Oda sıcaklığında gerçekleştirilen çok çeşitli statik ve dinamik testlerin yanı sıra, havacılık yapılarında kullanılan kompozitler için genellikle -55 °C (-67 °F) ile 121 °C (250 °F) arasındaki yerleşik sıcaklık aralığında da testler yapılır. Son yıllarda alternatif ve sürdürülebilir tahrik konseptlerinin geliştirilmesinin büyük ölçüde yoğunlaşması ve bu bağlamda büyük uçaklar için en uygun olan sıvı hidrojenin kriyojenik sıcaklıklarda depolanması nedeniyle, -253 °C (20 K) gibi aşırı düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilen statik ve yorulma testleri giderek daha fazla ilgi odağı haline gelmektedir.
Kompozit testleri hakkında daha fazla bilgi Kriyojenik test yöntemleri hakkında daha fazla bilgi
Havacılık ve uzay mühendisliğinde önemli kompozit test standartları
| Test yöntemi | Norm | Airbus / Boeing fabrika standartları |
|---|---|---|
| Kompozit çekme testleri |
|
|
| Kompozit basma testleri |
| |
| In-plane shear tests (düzlem içi kayma testleri) |
|
|
| Kompozit eğme testleri |
| |
| İnteraminar kesme mukavemeti ILSS |
| |
| CAI Compression After Impact |
|
|
| Delik kenar boşluğu ve birleşme mukavemeti |
|
|
| İnterlaminar enerji salım oranı | Mode I DCB-Test
| Mode II ENF-Test
|
Uçak motorlarında kullanılan metalik malzemelerin yüksek sıcaklık davranışını belirlemek için, özellikle 1200 °C’ye kadar çekme testleri, yüksek sıcaklık fırınına sahip bir statik test cihazında gerçekleştirilmektedir. Test cihazının standart bir ısı kabini ve bir yüksek sıcaklık fırınıyla birleştirilmesi, düşük sıcaklıklardan 1200 °C’ye kadar uzanan çok geniş bir sıcaklık aralığını kapsamayı da mümkün kılar. Aşırı koşullarda yüksek yük altındaki bileşenlerin güvenilirliğini ve dayanıklılığını belirlemek amacıyla, yüksek sıcaklık metalleri ayrıca sürünme testlerine / zaman dayanımı testlerine ve sürünme yorulma testlerine tabi tutulur; böylece örneğin farklı sıcaklık seviyeleri için sürünme sınırları ve sürünme mukavemetleri belirlenir. Bu, müşterilerimizin yeni yüksek sıcaklık alaşımlarının davranışını anlamalarına, belirli bir uygulama için doğru malzemeyi seçmelerine yardımcı olur ve yüksek sıcaklık yüklerine maruz kalan bileşenlerin tasarımı için uygun veriler sağlar.
Seramik kompozit malzemelerin (CMC'ler) mekanik dayanıklılığı da 2.000 °C'ye varan en yüksek sıcaklıklarda test edilebilir. Bu süreçte, CMC'lerin belirli uygulamalar için uygunluğu, çekme, basma, kayma, eğme, sürünme ve yorulma testleri ile değerlendirilir. CMC'lerin gerçek çalışma koşullarında test edildiğinden emin olmak için, testler 650 °C ile 2.000 °C arasındaki bir sıcaklık aralığında vakum ve inert gaz koşullarında gerçekleştirilebilir.
ZwickRoell'in yüksek sıcaklık test sistemleri, ayrıca maksimum sıcaklığa kadar temassız uzama ölçümü yapılmasına olanak tanır. Böylece, geleneksel temaslı ölçüm sistemlerindeki çentiklerin neden olduğu hassas numunelerin erken arızalanması ihtimali ortadan kaldırılabilir. Otomatik ve uyarlanabilir bir yüksek sıcaklık kontrol cihazı, son derece hassas bir sıcaklık kontrolü sağlar ve operatör hatalarını önler. Yüksek sıcaklık testleri için sıklıkla gerekli olan kurban numuneler artık gerekmemektedir.
Yüksek sıcaklık testi hakkında daha fazla bilgi Yüksek sıcaklık test sistemleri hakkında daha fazla bilgi Zaman dayanımı test cihazları hakkında daha fazla bilgi
Uzayda kullanılan taşıyıcı roket sistemlerinde, kriyojenik sıcaklıklara soğutulması gereken çeşitli sıvı yakıtlar kullanılmaktadır. Seçiminiz, görevin özel gerekliliklerine, istenen performansa ve sıvı yakıtların üretiminde de dahil olmak üzere teknolojik imkânlara bağlıdır. Uzay sektöründe taşıyıcı roket sistemlerinin geliştirilmesinde on yıllara dayanan deneyim sayesinde, çeşitli malzemelerin kriyojenik sıcaklıklarda sergilediği davranışlara ilişkin bilgi birikimi halihazırda mevcuttur. Ancak bu bilgi yaygın olarak erişilebilir değildir ve yeni malzeme sistemleri için mevcut değildir. Ayrıca, önceki roketler tek seferlik fırlatmalar için geliştirilmişken, günümüzün bazı sistemleri ise çoklu fırlatma ve yeniden kullanılabilirlik için tasarlanmaktadır. Havacılık sektöründe gelecekteki sürdürülebilir tahrik konseptleri için uzun vadede sıvı hidrojenin kullanılması hedeflenmektedir; bu hidrojenin uçaklarda -253 °C (20 K) sıcaklıkta depolanması gerekecektir.
Modern ticari uçakların çok uzun hizmet ömrü nedeniyle, kriyojenik sıcaklıklarda malzemelerin statik davranışının yanı sıra, artık uçak içi sistemlerin yapımında kullanılan malzemelerin yorulma davranışına da giderek daha fazla önem verilmektedir. Uzay teknolojisi alanında kriyojenik sıcaklıklarda malzeme davranışına ilişkin bugüne kadar elde edilen bilgiler, havacılık alanındaki gelecekteki gelişmelere ancak sınırlı ölçüde uygulanabilir.
ZwickRoell, alanında, metalik malzemelerin yanı sıra takviyesiz ve elyaf takviyeli plastiklerin malzeme karakterizasyonu için statik ve dinamik test çözümleri sunmaktadır. Bu süreçte ulaşılması hedeflenen kriyojenik sıcaklıklara bağlı olarak, daldırma kriyostatları (77 K) veya akış kriyostatları (oda sıcaklığından 15 K’ye kadar) kullanılır.
Kriyojenik sıcaklıklarda malzeme testi hakkında daha fazla bilgi
Havacılık ve uzay yapılarında kullanılan malzemelerin mekanik özelliklerinin yanı sıra, yapısal davranış da büyük ölçüde yaygın olarak kullanılan cıvata ve perçin bağlantılarının özellikleri tarafından belirlenir. Bunun için, kullanılan mekanik bağlantı elemanlarının statik mukavemetleri ve özellikle dinamik testler yardımıyla yorulma mukavemetleri test edilmelidir; bu mukavemetler, özellikle ASTM F606 ile NASM 1312-8 ve NASM 1312-13 standartlarına göre tanımlanan test yöntemlerinde belirtilmiştir.
ZwickRoell, bu testlerin güvenli ve verimli bir şekilde gerçekleştirilmesi için statik ve dinamik test çözümleri sunmaktadır.
Bağlantı elemanlarının test edilmesi hakkında daha fazla bilgi
Havacılık ve uzay uygulamaları ile savunma teknolojisi alanlarında kullanılan metal parça ve bileşenlere, kısmen aşırı çalışma koşulları altında olmak üzere, güvenilirlik, hizmet ömrü ve işlevsel bütünlük açısından en yüksek standartlar uygulanmaktadır. Örneğin, havacılık ve uzay sektöründe kullanılan Safe-Life tasarım prensibine göre, bu şekilde tasarlanmış bir bileşenin öngörülen hizmet ömrü boyunca arızalanması veya hatalı çalışması söz konusu olamaz. Bu nedenle metal parçalar, sıkı bir süreç izleme ve titiz kalite kontrollerinden geçirilir. Bu bağlamda sertlik testi de önemli bir rol oynamaktadır.
ZwickRoell, tüm yaygın sertlik test yöntemlerine ve uluslararası test standartlarına uygun sertlik test cihazları sunmaktadır.
Sertlik ölçüm yöntemleri hakkında daha fazla bilgi Sertlik ölçüm cihazları hakkında daha fazla bilgi
