Yeni bir malzeme teknolojisi olarak kompozit malzeme, askeri uçaklarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
1960'larda,cam elyaf takviyeli kompozit malzemeler ilk olarak uçak kaportasında kullanılmaya başlandı, flaperon. Şu anda, kompozit malzemelerin mekanik özellikleri nispeten düşüktür ve kompozit malzemelerden yapılan uçak parçalarının boyutu ve kuvvet seviyesi küçüktür.
1960'ların sonunda,uçak yapılarında bor fiber/epoksi kompozitler kullanılmaya başlandı. Örneğin, F-14, 1971'de boron fiber takviyeli epoksi reçine kompozitlerini düz kuyruğa uygulamaya başladı.
Orta-1970larda,Takviye olarak karbon elyaflı yüksek performanslı bir kompozit malzeme doğdu ve bu, kompozit malzemelerin uçaklarda geniş ölçekli uygulamasını başlattı. Mükemmel yüksek özgül mukavemet, yüksek özgül modül, korozyon direnci ve yorulma direncine sahip karbon fiber takviyeli kompozitler, havacılık ekipmanı gereksinimleri için çok uygundur. Karbon fiber takviyeli kompozit malzemeler, F-15, F-16, Mig{'nin kompozit kuyruğu ve dikey kuyruğu gibi büyük kuvvetlere ve büyük boyutlara sahip askeri uçakların dikey kuyruğunda ve düz kuyruğunda kademeli olarak kullanılmaktadır. {5}}, Mirage 2000, F/A-18 ve diğer uçaklar. 1970'lerden bu yana, yabancı askeri uçak kuyruk yüzgeçlerinin tamamında kompozit malzemeler kullanılmıştır. Kompozit malzemelerden yapılan düz kuyruk ve dikey kuyruk, genellikle uçağın toplam yapısal ağırlığının yüzde 5'ini -7 oluşturur.
Kuyruk yüzgeci kompozit malzeme çağına girdikten sonra,kompozit malzemelerin uygulanması, büyük yapısal kuvvetlere ve büyük boyutlara sahip askeri uçakların kanatlarına, gövdesine ve diğer ana bileşenlerine gelişmeye başladı. McDonnell Douglas, 1976'da F/A-18 kompozit kanadın öncülüğünü yaptı ve 1982'de hizmete girerek kompozit kullanımını yüzde 13'e çıkardı. O zamandan beri çeşitli ülkeler tarafından geliştirilen askeri uçakların kanatlarının neredeyse tamamı kompozit malzemelerden yapılmıştır. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nin AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35, Fransa'dan Rafale, İsveç'ten JAS-39, dört Avrupa ülkesi tarafından ortaklaşa geliştirilen Typhoon, Rusya'dan S-37 vb.
Şu anda,dünyanın gelişmiş askeri uçaklarındaki kompozit malzemelerin miktarı, tüm uçak yapısının ağırlığının yüzde 20'sini -50 oluşturmaktadır. Kompozit malzemelerin ana parçaları kaporta, düz kuyruk, dikey kuyruk, düz kuyruk kutusu, kanat, ön gövde vb. Kompozit malzemeler uçağın toplam ağırlığının yaklaşık yüzde 50'sini oluşturuyorsa, uçağın yapısal parçalarının çoğu B-2 gizli bombardıman uçağı gibi kompozit malzemelerden yapılır.
2020'dehavacılık alanındaki karbon elyaf talebinin, havacılık alanındaki karbon elyaf talebine oranı yüzde 1,80'dir. Talep tabanı küçüktür, ancak yüksek performanslı talep güçlüdür ve uygulama yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, Çin'in uzun menzilli stratejik silahlarının hızla gelişmesiyle birlikte, karbon fiber kompozitlerin uygulama oranının artması bekleniyor.
Dalga emici gizlilik:sıradan karbon fiber, elektromanyetik dalgaların bir reflektörüdür ve karbon fiberin yüzey modifikasyonu (nikel kaplama, silisyum karbür kaplama ile kaplanmış vb.) özel kesitli karbon fiber, spiral karbon fiber, gözenekli karbon fiber, karbon nanotüpler vb.), elektromanyetik performansını önemli ölçüde artırabilir.
B-2 gizli bombardıman uçağı gibi, ana kiriş ve motor bölmesindeki titanyum kompozit dışında tüm gövdesi karbon fiber kompozitten yapılmış olan hayalet uçak yapmak için özel karbon fiber kullanılır. Amerikan gizli savaş uçağı F-22 tarafından kullanılan CFRP miktarı yüzde 24'e kadar, İngiliz Typhoon savaş uçağı tarafından kullanılan kompozit malzeme miktarı ise yüzde 40'a kadar çıkıyor. Yapısal karbon fiber emici kompozit, hafifliğin yapısal avantajlarını ve kompozitin yüksek mukavemetini ve emici özelliğini birleştiren, radar gizli malzemelerinin önemli bir gelişme yönüdür. Karbon fiber emici malzeme, işlevi ve yapıyı bütünleştiren mükemmel bir emici malzemedir. Görünmez yapı malzemelerinin iyileştirilmesi ve iyileştirilmesiyle, karbon fiber kompozit malzemeye olan talep artmaya devam edecektir.
Dördüncü nesil Çin uçaklarından önce, kompozit malzemelerin uygulama kapsamı kuyruk kanadı, ördek kanadı ve diğer ikincil yük taşıyan yapılarla sınırlıdır, oran yüzde 10'dan azdır, dördüncü nesil uçak kompozit malzeme dozajı belirgin hale gelmiştir. buluş, kompozit malzeme dozajı tüm makine yapısının yaklaşık yüzde 20'sine ulaşıyor.
Yaklaşık 40 yıllık geliştirmenin ardından, askeri uçaklar için yük taşımayan bileşenlerden ikincil ve ana yük taşıyan bileşenlere kadar gelişmiş reçine bazlı kompozitler geliştirildi ve ağırlıkta yüzde 20 ila yüzde 30 oranında önemli bir azalma sağlayabiliyor. Tüketim açısından, gelişmiş askeri uçaklarda kullanılan kompozit malzeme miktarı şu anda yüzde 30'u aştı ve bu oran gelecekte sabit kalacak. Askeri uçak imalatında, reçine esaslı kompozit malzemeler, savaş uçaklarının radom, kanat, gövde, kanard, düz kuyruk ve motor eteklerinin imalatında kullanılabilir.
F-35'nin kendisi, yüksek mukavemetli karbon fiber kompozitlerin yoğun kullanımıyla yapılmıştır. Özellikle deri, kanat yapısı ve gövde yapısı bileşenlerinde karbon fiber kompozitler yaratıcı bir şekilde kullanılmaktadır. Karbon fiber kompozitleri şimdiden uçağın toplam ağırlığının dörtte birini ve kanatların üçte birini oluşturuyor. Karbon fiber, F-35'deki tartışmasız en büyük ağırlık kaybı faktörüdür.
Gizli jet gövdesi, elektromanyetik dalgaları ısıya dönüştürmek için tasarlanmış B-2 Sprite veya F117 Nighthawk gibi bir radar emici malzeme (RAM) ile kaplıdır. RAM ısı, nem ve sürtünme altında bütünlüğünü kaybeder.
North Carolina Eyalet Üniversitesi'ndeki araştırma ve geliştirme ekibi, RAM sınırlamalarının neden olduğu sorunları çözmek için karbon fiberle güçlendirilmiş kompozit polimer (CFRP) bir kaplama geliştirdi ve B-21 gizli bombardıman uçağında kullanıldı. Kompozit, güçlü ve hafif olan ve 1800 dereceyi aşan sıcaklıklara dayanabilen ve gelen elektromanyetik enerjinin iletilmesine yardımcı olan karbon nanotüpler (CNT'ler) ile geliştirilmiştir.
Testler, yeni kompozit malzemenin son derece düşük yayıcılığa sahip olduğunu, neredeyse algılanamaz olduğunu ve şu anda hayalet uçaklarda kullanılan RAM'in yüzde 70-80'ine kıyasla elektromanyetik dalgaların yüzde 90'ından fazlasını emebildiğini göstermiştir. Yeni malzeme uçağa püskürtülecek ve 3 mm kalınlığında olacak.
J-11 serisinin ve Chengfei'nin J-10 ve J-20 serisinin kanatları, karbon fiber kompozit malzemelerden yapılmıştır. Çin'in havacılık endüstrisi, son 20 yılda karbon fiber lamine parçaların imalatında birçok başarılı deneyime sahiptir.
Çin için, J-20 uçağı 1990'ların sonunda geliştirildi ve test uçuşu 2010'un sonunda başladı, bu da ona geç hareket eden biri olarak teknolojik bir avantaj sağladı. J-20'nin selefi olan J-10'nin uydurma kanatları, tamamen karbon fiberle güçlendirilmiş bismaleimid reçine kompozitlerinden yapılmıştır; bunlar, metal malzemelerden çok daha küçük bir radar izine sahiptir ve hatta daha fazla olabilir. diğer gizli malzemeleri reçine matrisine katarak gizli. J-20'nin uydurma kanadı da sonraki araştırma sonuçlarını kullanacak, F-22'nin yine kısmen metalik olan yatay dengeleyicisi mutlaka daha gizli değil. Ek olarak, J-20'nin uydurma kanadı yukarıya ve kanat aşağıya çevrilir, böylece uydurmanın ön kenarı tarafından yansıtılan radar dalgaları ana kanadın ön kenarına doğru yayılmaya devam etmez ve gizlilik için de elverişli bir faktör olan ikincil bir yansıma oluşturur.
