Havacılık ve Uzay Testleri
Havacılık ve uzay teknolojisi, büyük ekonomik ve stratejik öneme sahip kilit bir teknolojidir. Otonom ve insansız uçuşa yönelik gelişmeler - Advanced Air Mobility (AAM) und Unmanned Air Systems (UAS) - uçuş yönetimi ve kontrol sistemleri alanındaki büyük ilerlemelerle birlikte şu anda tüm hızıyla devam ediyor. Günümüzün “Yeni Uzay Çağı” nda, özel şirketler yerleşik uzay kuruluşlarıyla işbirliği yapıyor ve uzay fırlatma hizmetlerine yönelik artan talebi karşılamak için dünya çapında kendi fırlatma araçlarının geliştirilmesine devam ediyor. Havacılık endüstrisini sürdürülebilir bir geleceğe yönlendirmek amacıyla, Sürdürülebilir Havacılık Yakıtlarına (SAF) dayalı tahrik sistemlerinin orta vadede, uzun vadede ise hidrojene dayalı olarak geliştirilmesi teşvik edilecektir. Mevcut filolar modernize ediliyor ve uçakların bakım, onarım ve revizyon (MRO) ihtiyaçları sürekli artıyor.
-253°C (20K)'den 2000°C'ye kadar yüksek sıcaklık test sistemlerine kadar kriyojenik sıcaklıklarda malzeme testi için test sistemleriyle, müşterilerimizin her zamankinden daha güçlü hafif malzemeler ve yapılar geliştirmelerine olanak sağlıyoruz. Metalik malzemelerin, fiber takviyeli plastiklerin ve sandviç kompozitlerin, seramik malzemelerin mekanik testlerine ve havacılık uygulamalarına yönelik bağlantı elemanlarının test edilmesine yönelik uzmanlığımızı, uzun yıllara dayanan deneyimimizi ve derin uygulama anlayışımızı keşfedin. ZwickRoell'in statik ve dinamik malzeme test cihazları dünya çapındaki havacılık müşterilerimiz tarafından tüm TRL seviyelerinde kullanılmaktadır ve NADCAP onaylı test çözümlerine olanak sağlamaktadır.
Metal Kompozit Yüksek sıcaklık Kriyojenik sıcaklıklar Bağlantı elemanları Sertlik testi Müşteri projeleri
Alüminyum alaşımları, iyi ağırlık spesifik özellikleri, yerleşik üretim süreçleri ve hesaplama yöntemleri nedeniyle havacılık yapılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hafif metallerin başka bir sınıfı olan titanyum alaşımları da çok iyi ağırlığa özgü özelliklere, alüminyumdan çok daha iyi korozyon direncine ve çok iyi yüksek sıcaklık özelliklerine sahiptir. Bu nedenle özellikle mekanik açıdan yüksek gerilime sahip bileşenler ve motor bileşenleri için kullanılırlar. Yüksek gerilimli yapısal bileşenlerde küçük bir dereceye kadar yüksek mukavemetli çelik alaşımları da bulunur.
Metallere yönelik eklemeli imalat süreçlerindeki büyük ilerlemeler artık daha önce geleneksel imalat süreçleri kullanılarak gerçekleştirilemeyen son derece karmaşık hafif yapıların tasarlanmasına olanak sağlıyor. Bu nedenle metalik malzemeler, özellikle de hafif metaller ve bunların alaşımları, uçak ve uzay sistemlerinin tasarım ve üretiminde önemli bir rol oynamaktadır.
Önemli metal test standartları
Statik test yöntemlerine ek olarak, metalik malzemeler üzerindeki yorulma testleri, havacılık ve uzay yapılarında kullanılan metalik malzemelerin gerçek yük koşulları altındaki davranışlarını belirlemede önemli bir rol oynamaktadır. ZwickRoell, test sistemleri ile tüm yaygın metal standartlarını kapsar. Standartlaştırılmış çözümlere ek olarak, metaller için çeşitli seviyelerde özelleştirme ve otomatik test sistemleri sunuyoruz.
Elyaf takviyeli plastikler ve sandviç kompozitler
Ağırlığa özgü üstün mekanik özellikleri sayesinde, elyaf takviyeli plastikler ve sandviç kompozitler, havacılık ve uzay teknolojisinde hafif yapılar için sağlam bir şekilde kurulmuştur. Özellikle karbon fiber takviyeli plastiklerden (CFRP) yapılan laminatlar, avantajlı yorulma özelliklerinden dolayı havacılık yapılarının yapımında ve tasarımında basitleştirmelere olanak tanır. Mevcut metalik malzemelerle karşılaştırıldığında daha yüksek korozyon direnci, bu endüstride fiber takviyeli plastiklerin kullanılmasının bir başka nedenidir. Havacılık ve uzay sektörü, kompozit malzeme sistemlerinin, üretim süreçlerinin ve son olarak kompozit laminatların ve sandviç kompozitlerin karakterizasyonuna yönelik mekanik test yöntemlerinin sürekli geliştirilmesinde öncü olmuştur ve olmaya devam etmektedir.
Oda sıcaklığında çok çeşitli statik ve dinamik testlere ek olarak, havacılık yapılarındaki kompozitler için -55°C (-67°F) ila 121°C (250°F) arası belirlenmiş sıcaklık aralığında testler de sıklıkla gerçekleştirilir. Son yıllarda önemli ölçüde yoğunlaşan alternatif ve sürdürülebilir tahrik konseptlerinin geliştirilmesi ve daha büyük uçaklar için en uygun seçenek olan sıvı hidrojenin kriyojenik sıcaklıklarda depolanması, -253°C (20K) gibi ultra düşük sıcaklıklarda statik ve yorulma testlerini giderek daha fazla ön plana çıkarmaktadır.
Kompozit testler hakkında daha fazlası Kriyojenik test yöntemleri hakkında daha fazlası
Havacılık ve uzay teknolojisinde önemli kompozit test standartları
| Test metodu | Norm | Airbus / Boeing fabrika standartları |
|---|---|---|
| Kompozit çekme testleri |
|
|
| Kompozit basma testleri |
| |
| Düzlem içi kesme testleri |
|
|
| Kompozit bükme testleri |
| |
| İnteraminar kesme mukavemeti ILSS |
| |
| Darbe sonrası basma CAI |
|
|
| Perforasyon ve birleşme mukavemeti |
|
|
| İnterlaminar enerji salım oranı |
|
|
Uçak motorlarında kullanılan metalik malzemelerin yüksek sıcaklık davranışlarını belirlemek için, yüksek sıcaklık fırını ile donatılmış bir statik test cihazında 1200 °C'ye kadar çekme testleri gerçekleştirilir. Test cihazının standart bir ısı kabini ve bir yüksek sıcaklık fırını ile kombinasyonu, düşük sıcaklıklardan 1200 ° C'ye kadar çok geniş bir sıcaklık aralığını kapsamayı da mümkün kılar. Aşırı koşullar altında yüksek gerilime maruz kalan bileşenlerin güvenilirliğini ve dayanıklılığını belirlemek için, yüksek sıcaklıktaki metaller aynı zamanda sürünme testlerine/sürtünme testlerine ve sürünme yorulma testlerine tabi tutulur; örneğin farklı sıcaklık seviyeleri için sürünme sınırlarını ve sürünme mukavemetlerini belirler. Bu, müşterilerimizin yeni yüksek sıcaklık alaşımlarının davranışını anlamalarına, belirli bir uygulama için doğru malzemeyi seçmelerine yardımcı olur ve yüksek sıcaklıklara maruz kalan bileşenlerin tasarımı için uygun veriler sağlar.
Seramik kompozit malzemelerin (CMC'ler) mekanik yük taşıma kapasitesi de 2.000 °C'ye kadar maksimum sıcaklıklarda test edilebilir. CMC'lerin belirli uygulamalar için uygunluğu çekme, basma, kesme, bükme, sürünme ve sürünme yorulma testleri kullanılarak değerlendirilir. CMC'lerin gerçek çalışma koşullarında test edilmesini sağlamak için, testler 650 °C ila 2.000 °C sıcaklık aralığında vakum ve inert gaz koşulları altında gerçekleştirilebilir.
ZwickRoell'in yüksek sıcaklık test sistemleri ayrıca maksimum sıcaklığa kadar temassız uzama ölçümü sağlar. Bu nedenle, geleneksel temaslı ölçüm sistemlerindeki girintilerin neden olduğu hassas numunelerin erken arızalanması önlenebilir. Otomatik ve uyarlanabilir bir yüksek sıcaklık kontrolörü, yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrolü sağlar ve operatör hatalarını önler. Yüksek sıcaklık testleri için genellikle gerekli olan kurban numuneler artık gerekli değildir.
Yüksek sıcaklık testleri hakkında daha fazla bilgi Yüksek sıcaklık test sistemleri hakkında daha fazla bilgi Sürünme test cihazları hakkında daha fazla bilgi
Uzay yolculuğundaki taşıyıcı oran sistemleri, kriyojenik sıcaklıklara kadar soğutulması gereken çeşitli sıvı itici gazlar kullanır. Bunların seçimi, görevin özel gereksinimlerine, istenen performansa ve sıvı itici gazların üretimi de dahil olmak üzere teknolojik olanaklara bağlıdır. Havacılık ve uzay endüstrisinde fırlatma aracı sistemlerinin geliştirilmesinde onlarca yıllık deneyim, çeşitli malzemelerin kriyojenik sıcaklıklardaki malzeme davranışları konusunda halihazırda deneyim sahibi olunduğu anlamına gelmektedir. Ancak, bu bilgi yaygın olarak mevcut değildir ve yeni malzeme sistemleri için mevcut değildir. Ayrıca, önceki roketler tekli fırlatmalar için geliştirilirken, bazı mevcut sistemler çoklu fırlatmalar ve yeniden kullanılabilirlik için tasarlanmıştır. Havacılıkta gelecekteki sürdürülebilir tahrik konseptleri için uzun vadeli amaç sıvı hidrojen kullanmaktır ve bu hidrojenin uçakta -253 °C'de (20 K) depolanması gerekmektedir.
Modern ticari uçakların çok uzun hizmet ömrü nedeniyle, kriyojenik sıcaklıklardaki statik malzeme davranışına ek olarak, yerleşik sistemlerin yapımında kullanılan malzemelerin yorulma davranışı da giderek daha fazla odak noktası haline gelmektedir. Bu nedenle, havacılık endüstrisinden kriyojenik sıcaklıklarda malzeme davranışına ilişkin önceki bulgular, havacılık alanındaki gelecekteki gelişmelere ancak sınırlı ölçüde aktarılabilir.
ZwickRoell şu alanlarda hizmet vermektedir kriyojenik test yöntemleri Metalik malzemelerin yanı sıra takviyesiz ve fiber takviyeli plastiklerin malzeme karakterizasyonu için statik ve dinamik test çözümleri Ulaşılacak kriyojenik sıcaklıklara bağlı olarak daldırma kriyostatları (77 K) veya akış kriyostatları (oda sıcaklığı 15 K'ye kadar) kullanılır.
Kriyojenik sıcaklıklarda malzeme testi hakkında daha fazla bilgi
Havacılık ve uzay yapılarında kullanılan malzemelerin mekanik özelliklerine ek olarak, yapısal davranış büyük ölçüde çeşitli şekillerde kullanılan cıvata ve perçin bağlantılarının özellikleri tarafından belirlenir. Bu, özellikle ASTM F606 ve NASM 1312-8 ve NASM 1312-13 standart test yöntemlerinde tanımlanan mekanik bağlantı elemanlarının statik mukavemetini ve özellikle dinamik testlerin yardımıyla yorulma mukavemetini test etmeyi gerektirir.
ZwickRoell, bu testleri güvenli ve verimli bir şekilde gerçekleştirmek için statik ve dinamik test çözümleri sunar.
Bağlantı elemanlarının test edilmesi hakkında daha fazla bilgi
Havacılık ve uzay uygulamalarına ve savunma teknolojisine yönelik metalik parça ve bileşenlerden, bazen aşırı çalışma koşulları altında, güvenilirlik, hizmet ömrü ve işlevsel bütünlük açısından en yüksek talepler alınmaktadır. Örneğin havacılıkta kullanılan Güvenli Yaşam tasarım ilkesiyle, bu şekilde tasarlanan bir bileşenin amaçlanan hizmet ömrü boyunca arızalanması veya arızalanması ihtimali ortadan kaldırılır. Bu nedenle metalik bileşenler, yakın süreç takibine ve hassas kalite kontrollerine tabidir. Sertlik testi de burada önemli bir rol oynuyor
ZwickRoell, tüm yerleşik sertlik testi yöntemlerine ve uluslararası test standartlarına uygun sertlik test cihazları sunmaktadır.
Sertlik test yöntemleri hakkında daha fazla bilgi Sertlik test cihazları hakkında daha fazla bilgi
