Vai trò của Vật liệu Composite trong ngành Hàng không

1. Vật liệu Composite là gì?

Vật liệu composite được hình thành bằng cách kết hợp hai hoặc nhiều vật liệu có đặc tính khác nhau để tạo ra một vật liệu mới có đặc điểm riêng biệt. Những vật liệu này không hòa tan hoặc hòa trộn vào nhau mà hoạt động cùng nhau để tạo nên một loại vật liệu có đặc tính vượt trội như khả năng chống ăn mòn, tính linh hoạt trong thiết kế, độ bền và trọng lượng nhẹ. Ví dụ bao gồm polyme chứa sợi gia cường (Fibre-Reinforced Polymers), được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như xây dựng, thiết bị y tế, vận tải, hàng không vũ trụ và thiết bị thể thao [1].

2. Ứng dụng của Vật liệu Composite trong ngành Hàng không

Trong ngành hàng không vũ trụ, vật liệu composite được sử dụng rộng rãi do tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, khả năng chống ăn mòn và tính linh hoạt trong thiết kế. Các ứng dụng chính bao gồm:
Cấu trúc máy bay: Vách ngăn, thân máy bay, cánh và các thành phần cấu trúc khác.
Bề mặt cánh khí: Các thành phần như cánh tà và cánh phụ.
Thành phần động cơ: Cánh máy nén, cánh quạt và động cơ phản lực.
Các bộ phận trực thăng: Cấu trúc truyền động và trục rôto.
Tàu vũ trụ: Động cơ tên lửa, cấu trúc vệ tinh và tấm phản xạ năng lượng mặt trời.
Các ứng dụng này giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu, giảm trọng lượng và tăng cường hiệu suất và độ bền tổng thể của các phương tiện hàng không vũ trụ [1].

Hình 1: Ứng dụng của vật liệu Composite trên tàu bay [2]

3. Lợi ích khi sử dụng vật liệu Composite so với các loại vật liệu truyền thống

Khả năng chống ăn mòn: Vật liệu composite có khả năng chống ăn mòn cao, do đó phù hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, nơi vật liệu truyền thống có thể bị phân hủy [1].
Độ bền: Vật liệu composite có tuổi thọ cao và ít cần bảo trì, có thể giúp giảm chi phí vòng đời so với vật liệu truyền thống [1].
Trọng lượng nhẹ: Vật liệu composite thường nhẹ hơn kim loại và nhiều vật liệu truyền thống, có thể giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu trong các ứng dụng như ô tô và hàng không vũ trụ [3].
Độ bền: Nhiều vật liệu composite có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, giúp chúng bền hơn một số vật liệu truyền thống nhưng vẫn nhẹ [3].

Tài liệu tham khảo

[1] T.-D. Ngo, Composite and nanocomposite materials: From knowledge to industrial applications. BoD–Books on Demand, 2020.
[2] “Composite material applications in aerospace.” https://www.ati.org.uk/wp-content/uploads/2021/08/insight_9-composites_amended-2018-09-20.pdf.
[3] R. Phiri, S. M. Rangappa, S. Siengchin, O. P. Oladijo, and T. Ozbakkaloglu,“Advances in lightweight composite structures and manufacturing technologies: A comprehensive review,” Heliyon, 2024.

Tổng hợp bởi: Lê Huỳnh Đức.