Boeings komposittproblem

Boeing sier at det er 787 Dreamliner – et mellomstort, drivstoffeffektivt passasjerjetfly som for tiden er under utvikling – vil være det første kommersielle flyet der store strukturelle elementer er laget av komposittmaterialer i stedet for aluminiumslegeringer. Endringene forventes å kutte komponentvektene med 20 prosent, noe som øker drivstoffeffektiviteten betydelig.

d wave kvantedatamaskin pris

Bønn og en vinge: En forproduksjon av Boeing 787 ble avduket i fjor, men deler av vingeboksen (ovenfor) – hovedstrukturen til hver vinge – spennes i stresstester. Strukturen, laget av komposittmaterialer, måler mer enn 15 meter ganger 5 meter og veier 55 000 pund, inkludert testing av maskinvare og instrumenter. Selskapet stivner denne versjonen ettersom den justerer utformingen av fremtidige vingebokser.

Slike komposittmaterialer – lag av supersterke karbonfiber og epoksy – har lenge vært brukt i militære jetfly, der penger sjelden er en gjenstand, og i kommersielle jetfly for deler som bagasjeholderrammer. Men Boeing lærer hvor vanskelig kompositter kan være å analysere effektivt og bygge økonomisk for kommersielle jetstrukturer. Selskapet har måttet utsette introduksjonen av 787 fordi elementer av den komposittlagde vingeboksen – hovedstrukturen inne i hver vinge – spennes i stresstester.



Vingeboksen begynner omtrent i midten av planet og strekker seg omtrent to tredjedeler av vingespennet. Denne nøkkelkomponenten – mer enn 15 meter lang og 5 meter bred – ble designet og bygget av Boeing sammen med Mitsubishi Heavy Industries og Fuji Heavy Industries , i Japan. Pat Shanahan , visepresident for 787-programmet, sa i en telefonkonferanse forrige uke at strukturell testing hadde identifisert behovet for å stive av elementer i midtvingeboksen.

Løsningen krever å legge til nye braketter og andre deler til vingebokser som allerede er bygget, samt modifisering av utformingen av bokser som ennå ikke er bygget. Ettermonteringen av eksisterende bokser vil trenge inn i ledningsveier, og forsterke problemene. Så Boeing skyver leveringsdatoen til 787 omtrent seks måneder, fra første kvartal til tredje kvartal 2009.

Problemet med kompositter er ikke at de ikke er sterke; det er at de er så kompliserte internt. De består av lag orientert i forskjellige retninger; disse lagene er i sin tur laget av individuelle fibre som kan variere noe i sammensetning. Dette gjør det vanskelig for ingeniører å nøyaktig etterligne ytelsen deres i datamodeller for prefabrikasjonstesting.

teknologier for den fjerde industrielle revolusjon

Komposittmaterialer er vanskeligere å analysere enn enkle homogene metaller, sier John Hansman , direktør for Internasjonalt senter for lufttransport , ved MIT. Du modellerer vanligvis ikke hver fiber i strukturen, så du kommer opp med modeller som har forenklinger.

Dessuten, sier han, kompositter lar ingeniører lage tilpassede former, men disse tilpassede formene forsterker det allerede vanskelige modelleringsproblemet. Du har mange flere designalternativer, som kan være både en styrke og en svakhet. Det er mange flere ting jeg kan gjøre med komposittmaterialer – legge til styrke på bestemte steder, ta det bort – men så har du kombinasjoner av både geometrien og det spesielle oppsettet til komposittmaterialene som er unike.

Boeings mekaniske stresstester starter med representative deler (kjent som kuponger), og går deretter videre til stadig større deler av strukturen, og til slutt til hele strukturen. Boeing legger konstruksjonsdelene inn i enorme hydrauliske maskiner som bøyer og vrir dem for å etterligne påkjenninger som går langt utover de verste forventede forholdene i virkelige flyvninger. Det var under slike tester at det dukket opp problemer med strukturelle bjelker i vingeboksen.

Shanahan sa i forrige ukes telefonkonferanse at Boeing har sporet problemet tilbake til en feil i tidligere modelleringsanalyse, men han forklarte ikke detaljene. Vi oppdaget det. Vi går tilbake og retter det, sa han. Shanahan la til at Boeing ikke har mistet troen på sine beslutninger om å bruke kompositter i større grad; 95 prosent av tusenvis av tester har gitt like gode eller bedre enn forventet resultater. På en slik test – av komposittlaget flykropp – måtte ingeniører stoppe testen i frykt for å ødelegge testutstyret, skrøt han.

David Roylance , en komposittekspert og førsteamanuensis i materialteknikk ved MIT, sier at Boeings erfaring med 787 viser at industrien fortsatt er på en læringskurve når det gjelder å bruke kompositter mer utbredt i kommersielle fly. Det er en hel rekke ting med kompositter som er konstruerbare, men som er annerledes enn metaller, sier han. Så det tar tid før folk føler seg komfortable med det.

gjemme seg

Faktiske Teknologier

Kategori

Ukategorisert

Teknologi

Bioteknologi

Teknisk Politikk

Klima Forandringer

Mennesker Og Teknologi

Silicon Valley

Databehandling

Mit News Magazine

Kunstig Intelligens

Rom

Smarte Byer

Blockchain

Feature Story

Alumniprofil

Alumniforbindelse

Mit News-Funksjon

1865

Mitt Syn

77 Mass Ave

Møt Forfatteren

Profiler I Generøsitet

Sett På Campus

Alumnibrev

Nyheter

Valget 2020

Med Indeks

Under Kuppelen

Brannslange

Uendelige Historier

Pandemisk Teknologiprosjekt

Fra Presidenten

Forsidehistorie

Fotogalleri

Anbefalt