무게를 줄이는 것은 항공기 설계 및 제조의 중요한 목표이며 군용 항공기의 비행 성능을 강화하고 민간 항공기의 연비를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 비행기의 부품과 같은 판-의 두께가 너무 얇으면 강도와 강성이 부족한 문제에 직면하게 됩니다. 패널의 두 레이어 사이에 가볍고 견고한 샌드위치 재료를 추가하면 지지 프레임을 추가하는 것과 달리 무게를 크게 늘리지 않고도 하중 전달 용량을 크게 늘릴 수 있습니다.{3}}
이는 이 사이트가 이전에 공유한 풍력 터빈 블레이드의 구성과 유사합니다.
유리섬유-강화 에폭시 수지(FRP)로 만들어진 스킨의 내부 표면과 외부 표면 사이에 발사 목재 또는 폼 코어 층이 채워져 있습니다. 발사는 또한 두 겹의 자작나무와 발사 합판을 끼워 만든 유명한 2차 세계 대전 목재 비행기인 영국 모기 폭격기(British Mosquito Bomber)와 같은 비행기에 사용된 최초의 핵심 소재이기도 합니다.
현대 항공우주 산업에서 사용되는 핵심 소재로는 허니콤 구조와 폼 등이 있습니다. 겉으로는 부드러워 보이는 벌집은 대형 트럭의 눌림을 견딜 수 있습니다. 안정적인 벌집 격자 구조가 굴곡 변형을 방지하기 때문입니다. 이는 골판지로 만든 판지 상자가 압축에 대한 저항력이 높은 것과 동일한 원리입니다.
알루미늄은 항공기에 가장 많이 사용되는 금속으로, 알루미늄 합금 패널 + 알루미늄 허니컴 코어 구조가 자연스럽게 맞습니다.
이것은 VFW614 항공기 날개의 단면으로, 날개의 뒷부분과 스포일러가 알루미늄 벌집 구조로 직접 만들어졌습니다.
참고로 이 VFW614는 서독의 United Aero-Technologies-FOKKER(VFW-FOKKER) Aircraft Company에서 단거리-40-인승 여객기로 개발한 날개 상단에 엔진을 장착한 괴짜로, 1971년 첫 비행을 했으며 제2차 세계 대전 이후 서독에서 최초로 개발된 제트 민간 여객기였습니다. 전쟁(동독의 시도는 1958년에 첫 비행을 한 Bard 152였습니다). 이 비행기는 단 13대만 제작되어 상업적인 성공을 거두지는 못했지만 여전히 독일 항공 산업의 이정표로 남아 있습니다. 더욱 유명한 이야기는 Airbus와 Boeing의 프랑스-독일 파트너십이었습니다.
항공기 제작에 복합재료가 점점 더 많이 사용됨에 따라 알루미늄 허니컴도 대체할 수 있습니까?
대답은 '예'입니다. 현대 항공기에서 가장 일반적으로 사용되는 응용 분야는 아라미드 종이 벌집형 복합재이며 탄소 섬유 강화 수지 및 기타 복합재로 벌집형 패널을 덮고 항공기 바닥, 해치, 내부 부품, 꼬리, 방향타 표면, 페어링, 패들 등에 사용되며 고속 열차, 내부 벽, 천장, 수하물 선반 등에 사용됩니다.{2}}
이름에서 알 수 있듯이 이 벌집 모양은 특별한 종류의 종이인 아라미드 섬유 종이로 만들어집니다.
먼저, 아라미드 종이에 접착 스트립을 코팅하는데, 그 너비는 벌집 구멍의 변의 길이(육각형 허니컴의 경우)와 같고, 스트립 사이의 간격은 변 길이의 4배입니다. 접착 스트립은 그라비아 인쇄에 의해 적용되며, 어플리케이터 롤러의 특정 폭과 간격의 홈이 접착 스트립을 아라미드 종이에 전달합니다.
두 개의 인접한 아라미드 종이 층이 엇갈린 위치로 쌓여 있고 접착 스트립은 열간 압착으로 경화됩니다.
다음으로, 아라미드 스택을 아코디언처럼 늘려서 벌집 모양을 만듭니다. 또한 벌집 모양을 구워서 반동 응력을 해제하고 벌집 모양을 완성합니다.
벌집 모양은 아라미드 섬유 사이의 기공을 채우기 위해 함침(보통 페놀 수지 포함)을 통해 경화됩니다. 수지는 섬유를 접착하고 하중을 전달하는 역할을 합니다.
벌집은 절단 공정을 통해 다양한 형태로 만들어질 수 있습니다.
위의 허니컴 제조 공정은 중국 항공산업공사(AVIC)의 자회사인 AVIC Composites에서 시작되었습니다. 이 회사는 현재 조리개 격자 길이가 1.8~5.5mm이고 밀도가 29~144kg/m3이며 최대 크기가 3,900 x 1,850 x 900mm인 아라미드 종이 허니콤을 생산하고 있습니다.
그러나 아라미드지 벌집형 - 아라미드 섬유와 아라미드지 - 생산을 위한 핵심 원자재는 한때 우리가 오랫동안 직면했던 "목걸이" 문제였습니다.
아라미드는 일반적으로 파라-아라미드와 메타{1}}아라미드라고 합니다.
파라-아라미드는 테레프탈로일 클로라이드와 p-페닐렌디아민의 중축합으로 만들어지며, 벤젠 고리에 있는 치환기의 위치에 따라 "아라미드 1414"라고도 하며, 물론 가장 유명한 상품명은 미국 듀퐁사의 "케블라"(Kevlar)입니다. 메타-아라미드는 m-톨루엔 디카르보닐 클로라이드와 m-페닐렌디아민의 중축합에 의해 만들어지며, DuPont에서 Nomex라는 상품명으로 판매하는 "Aramid 1313"이라고도 합니다.
이에 비해 파라-아라미드는 강도와 모듈러스가 더 높아 아라미드 종이와 벌집 모양의 기계적 특성이 더 좋고, 메조-아라미드는 내열성과 난연성이 더 좋습니다.
방사를 통해 얻은 직경 약 10 마이크론의 아라미드 필라멘트를 절단하여 아라미드지 - 단축- 섬유의 중요한 원료 중 하나인 길이 5~6mm를 얻습니다. 고강도의 짧은-절단 섬유이지만 표면이 매끄럽고 덜 활동적인 그룹이며 섬유 사이의 얽힘이 부족하여 종이만으로는 발생할 수 없지만 "철근" 및 "콘크리트" - 아라미드 펄프 가루 또는 침전 섬유 조합으로 고강도 종이가 됩니다. 펄프박은 펄프화 후 얻은 짧은 섬유질로, 원래의 섬유 구조는 부분적으로 부서지고, 표면은 푹신하고, 더 많은 아미노산을 노출시키며, 더 많은 수소 결합을 형성할 수 있어 짧은 섬유가 서로 결합됩니다. 섬유의 침전은 푹신한 짧은 섬유의 격렬한 교반 침전 침전의 고분자 용액입니다.
물에 분산된 아라미드 섬유는 전통적인 제지 공정과 유사하게 종이로 복사됩니다(실험실 테스트 참조). 그러나 아라미드 종이에는 아라미드 섬유를 서로 결합시키기 위해 열간 압착이라는 추가 단계가 있습니다. 메소아라미드의 연화 온도가 낮을수록 섬유가 종이에 더 쉽게 결합되므로 아라미드 종이 벌집형 복합재에 더 자주 사용됩니다. 또한, 아라미드지는 전력 및 전기 산업에서 절연지로 사용됩니다.
외국은 1967년에 아라미드 산업화 생산을 시작했고, 중국의 아라미드 산업은 1980년대에 시작했지만 외국 기업과 아라미드 섬유, 아라미드 종이의 기술적 금수 조치에 직면해 오랫동안 수입에 의존해 왔다. Yantai Minsda(스판덱스 및 아라미드 Tahe 신소재 자회사 생산)와 섬서성 과학기술대학교 펄프 및 제지 공학 교수 Zhang Meiyun이 협력하여 외국 독점을 깨고 아라미드 종이의 국산화를 달성하기 위해 여전히 Chaomeisi 신소재가 있으며 Shenzhen Haotian Longbang 복합 재료 회사는 아라미드 종이를 대량 생산할 수 있습니다.
중국 비행기가 가볍고 강한 몸체를 갖게 된 것은 동시대 채륜의 노력 덕분입니다!
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