• Buradasın

    Havacılık Sektöründe Kompozit Malzemelerin Kullanımı ve Teknik Zorlukları

    youtube.com/watch?v=uoH8GZ7oC7w

    Yapay zekadan makale özeti

    • Bu video, TAI'de sinir ekspert olarak çalışan ve 25 yıllık tecrübeye sahip Gülşen Öncü'nün bir teknik sunumunu içermektedir. Konuşmacı, Airbus ve Boeing gibi uçak firmalarıyla çalışmış ve A350 ve A400M uçakları için aleron ve spoiler engineer program managerlığını yapmıştır.
    • Sunum, havacılık sektöründe kompozit malzemelerin kullanımını, avantajlarını ve dezavantajlarını detaylı şekilde ele almaktadır. Video, kompozit malzemelerin hafiflik, kompleks parça üretim imkanı ve uzun ömürlü olma gibi avantajlarını anlatırken, üretim defektleri, yüksek maliyeti, spring back etkisi ve elektriksel kondüktivite sorunları gibi dezavantajlarını da inceliyor. Ayrıca tolerans analizi, ağırlık optimizasyonu ve güvenlik izleme sistemleri gibi teknik konular da sunumun önemli bölümleridir.
    • Sunum sonrasında bir soru-cevap bölümü yer almakta olup, yıldırım çarpması testleri, yangın regülasyonları, titanyum ve çelik bağlantı parçalarının kullanımı gibi konularda sorular yanıtlanmaktadır. Video, özellikle uçak tasarımcıları ve havacılık sektöründe malzeme teknolojileriyle ilgilenenler için teknik bilgiler içermektedir.
    Konuşmacının Tanıtımı
    • Gülşen Öncü, TAI'de sinir ekspert olarak çalışmaktadır.
    • Yaklaşık yirmibeş senedir kompozit tasarımı, üretimi ve sertifikasyonu konularında Airbus, Boeing ve diğer uçak firmalarıyla ortak çalışma fırsatı yakalamıştır.
    • Şu anda bilgi ve tecrübelerinden yararlanmak üzere gençlere yardımcı olmaya çalışmaktadır.
    01:01Uçak Sanayinde Assembly Line'lar
    • Uçak sanayinde assembly line'ları yoğunluk ve telaşın olduğu yerlerdir, her şey bir araya gelir ve sorunlar çıkabilir.
    • Bu alanlarda zamana yarış vardır, sorunlar çözmek zordur ve problem yakalandığında hem maliyet hem de zaman kaybından dolayı müşteriden azar alınabilir.
    • F-16 ve Airbus A350 üretim alanlarında arı gibi bir tempo vardır, insanların sürekli telaş içinde çalıştığı yerlerdir.
    02:24Kompozit Malzemelerin Artışı
    • Yeni nesil uçaklar "kompozit uçaklar" olarak adlandırılır ve kompozit kullanımında ciddi bir artış vardır.
    • Eskiden 1990'lı yıllarda kompozitler sadece secondary structure (özellikle interior) için kullanılırken, artık uçağın hemen hemen her yerine nüfuz etmiştir.
    • Airbus A380 ilk kompozit olarak öne çıkan uçak olup %25 kompozit oranına sahiptir, Boeing 787 Dreamliner %50, Airbus A350 ise %53 kompozit oranına sahiptir.
    04:12Kompozit Malzemelerin Avantajları
    • Kompozit malzemelerin en önemli avantajlarından biri high sk to wait ratio'dur; farklı fiber yönleri ve stakinglerle istenilen strank ratiosu elde edilebilir.
    • Kompozit malzemeler daha hafif olduğu için yakıt tüketimi %20 daha az olur, bu da doğayı daha az kirletmeye, daha fazla yolcu taşıma ve daha uzun menzilde gitmeye olanak sağlar.
    • Kompozit malzemelerle morin twt single one shot large bod yöntemiyle büyük ve kompleks parçalar tek seferde üretilmesi mümkündür.
    08:08Kompozit Malzemelerin Dezavantajları
    • Kompozitlerde metaldeki gibi tamir etme imkanı yoktur; hasarlı parçalar genellikle değiştirilir veya kozmik repair yöntemiyle üstü süslenir.
    • Üretim esnasında içeride olabilecek porositler ve delaminasyonlar ciddi sorunlara yol açabilir ve bunların tespiti zordur.
    • Kompozit malzemeler zamanla, nemle ve sıcaklıkla değerini yitirir ve yapısal özelliklerini kaybeder, bu nedenle aging laboratuvarlarında malzemenin yaşlanma durumu test edilir.
    09:41Kompozitlerde Üretim Kontrolü
    • Kompozitlerde üretim defektleri delaminasyona sebep olacağı için her türlü yapıda dikkat edilmelidir.
    • Kompozit parçalarında proses tam olarak tanımlanamadığında mutlaka ultrasonic inspection yapılmalıdır.
    • Ultrasonic inspection cihazları ve teknisyenlerin eğitimi oldukça pahalı bir yatırımdır.
    10:57Kompozit Tasarım ve Üretim Maliyetleri
    • Kompozit tasarımlarında tool tasarım, malzeme analizi ve farklı varyasyonların hesaplanması maliyetli bir süreçtir.
    • Metal malzemelerdeki gibi kompozitlerde analizlerin tek tek gösterilmesi gerekmektedir.
    • Kompozit üretiminde kullanılan özel malzemelerin fiyatı oldukça yüksektir.
    12:26Spring Back Efekti ve Toleranslar
    • Kompozit üretiminde mutlaka bir spring back effect (sapma) oluşur ve bu değişkenlik %4 ile %7 arasında değişir.
    • Spring back efektinden kurtulmak için önce üretim yapılır, sonra çarpılma miktarı ölçülür ve tuğla düzeltme yapılır.
    • Aerodinamik yüzeylerde tolerans birikmeleri büyük bir sorundur ve önceden göz önünde bulundurulmalıdır.
    14:17Kompozitlerin Dezavantajları
    • Kompozitlerin elektriksel ve termal kondaktivitesi azdır ve bunun için tasarımsal önlemler alınmalıdır.
    • Kompozit tasarım bilgileri genellikle özel bilgi olarak saklanır ve internetten kolayca erişilemez.
    • Kompozitlerde impact (çarpma) tehlikelidir çünkü dışarıdan görünmez olmasına rağmen altta kırılma ve deformasyona sebep olur.
    16:15Tolerans Analizleri ve Esenli Sorunu
    • Kompozitlerde tolerans analizleri ciddi şekilde yapılmalıdır ve impact toleransları hesaplanmalıdır.
    • Kompozitlerin esnekliğini artırmak için reçine çalışmalarında çalışmalar devam etmektedir.
    • Esenli (kos, esem, para, zaman) sorunu, kompozitlerde ağırlık azaltmak için önemli bir konudur.
    18:25Interface Management
    • Kompozit parçalarının bir araya gelmesi "interface" olarak adlandırılır ve bu konu için ayrı departmanlar oluşturulabilir.
    • Interface management'de en önemli konu toleranslar olup, van dy üç d tolerans analizi yapılır.
    • Van dy'de bir yönde tolerans birikmeleri hesaplanırken, üç d'de her boyutta her yönde etkiler düşünülür.
    19:17Tolerans Çalışmaları ve Uçak Tasarımı
    • Tolerans çalışmaları, tasarımın bir parçası olup özellikle kompozitlerle çalışırken önemlidir.
    • Tolerans çalışmalarında ürünün nasıl çıkacağını önden tahmin etmeye çalışılır ve uçaklarda aerodinamik, assemb, tool ve manifecturing toleransları bulunmaktadır.
    • Üretim teknolojileri o kadar gelişmemiş ki, özellikle kompozit parçaların toleranslarını yakalamak zor bir yarış haline gelmiştir.
    21:06Tolerans Hesaplama ve Esenli Teknolojisi
    • Üç boyutlu toleransları elle hesaplamak artık mümkün değil, bunun için Metamaster gibi özel araçlar kullanılmaktadır.
    • Esenli teknolojisinde Geb ve Miss Mach gibi malzemeler kullanılır, ancak bu malzemeler yapıya %2-4 ağırlık artışı getirir.
    • Şimsiz esenli yapabilmek için birleşme yüzeylerinde reçine gibi malzemelerle boşlukların doldurulması gerekmekte, ancak bu zaman alıcı ve ekstra ağırlık oluşturuyor.
    23:02Esenli Teknikleri ve Ağırlık Artışı
    • Parçalar bir araya geldiğinde arada 2,5 mm'ye kadar boşluk kalabiliyor, bu boşluklar sıvıyla dolduruluyor.
    • Boşlukları doldurmazsanız yapı zayıflayabilir, bu nedenle doldurulması gerekiyor ve bu durumda yapıya %2-4 ağırlık artışı oluyor.
    • One shot büyük parça yapımı ve 3 boyutlu tolerans analizleri ile şimleme olayı azalabilmektedir.
    24:56Asml Node ve Yük Hesaplamaları
    • Asml Node, parçayı zorlayarak taktığınızda yerine kalıcı bir yük bırakmasıdır.
    • Parçayı zorlayarak takınca hin line yönünde ve bearinglerde redial bir ekstra yük oluşur, bu yük hesaba katılmazsa zamanla parçaya zarar verebilir.
    • Bu ek yükler tasarım aşamasında hesaplanarak yaklaşık %5'lük bir yük artışına neden olur ve bu da ağırlık artışı sağlar.
    27:01Kompozitlerde Bağlayıcı Kullanımı
    • Kompozitler birbirini sevmez, bağlayıcı takmak için delik açmak gerekir ve bu deliklerde delaminasyon başlayabilir.
    • Kompozitleri yapıştırarak birleştirmek istenir ancak günümüz teknolojisinde bu başarılmamıştır.
    • Kompozitlerde bağlayıcı kullanıldığında korozyon başlayabilir, bu nedenle titanyum gibi pahalı malzemeler tercih edilmektedir.
    29:04Sertifikasyon Gereksinimleri
    • Yapıştırma usulüyle birleştirilen parçalar sertifikasyon otoritelerince henüz tam olarak kabul edilmemektedir.
    • Yapıştırma usulüyle birleştirilen parçaların belirli aralarda sınırlarla desteklenmesi gerekmektedir.
    • Sertifikasyon gereği bağlantıya güvenilmiyor, bu nedenle face sınırlardan kurtulunamamaktadır.
    29:44Kompozit Parça Üretimi ve Dezavantajları
    • Kompozitlerde genellikle tamir değil, remove ve replace işlemleri uygulanır.
    • Büyük parça üretimi, sınırlardan kurtulma avantajı sağlarken, bir sorun oluştuğunda tüm parçanın değiştirilmesi gerekeceği dezavantajı taşır.
    • Kompozitler ucuz malzemeler olmadığı için, büyük parça üretimi için önce küçük parçalarla proses set edilmeli ve emin olunmalı.
    31:17Ağırlık ve Maliyet Dilemması
    • Titanyum ve çelik kullanımında ağırlık farkı elde edilir ancak titanyum kullanımı fiyatın altı katına çıkarmaktadır.
    • Ağırlık azaltmak için çok ciddi para harcanması gerekir, ancak ağırlık azaltılamazsa kompetitif olunamaz ve iş alınamaz.
    • Hızlı üretimde ağırlık azaltma çabası bir yanılgı olabilir, önce proses set edilmeli ve ilk ürün üretilmeli.
    33:22Elektriksel Kondaktivite ve Yıldırım Çarpma Önlemleri
    • Kompozitlerin elektriksel kondaktivitesi zayıf olduğu için uçaklar yıldırım çarpmasına karşı zonlara ayrılmaktadır.
    • Uçaklarda yılda yaklaşık üçbin uçuşta bir yıldırım çarpması gerçekleşmektedir.
    • Yıldırım çarpması için bakır ve bronz mashler kullanılarak kompozit parçalara kondaktivite verilmektedir.
    36:08Yeni Çözümler ve Ağırlık Artışı
    • Kondaktif boyalar ve reçineler gibi yeni çözümler geliştirilmekte, ancak etkinlikleri henüz yeterli değildir.
    • Yıldırım çarpması önlemleri nedeniyle uçak ağırlığı yüzde 1,5 ile 5 kilo arasında artmaktadır.
    • Akıllı tasarım çözümleri ile yıldırım çarpmasına karşı koruma sağlanabilmektedir.
    38:36Boya ve Ağırlık Sorunu
    • Boya çok önemli bir konudur çünkü kompozitlerin yaşlanmasını ve dış etkenlerden korunmasını sağlar.
    • Boeing 737'in top coat boyasının ağırlığı yaklaşık 600 kilodur.
    • Boya prosesinde primer, süspansiyon ve diğer katmanlar kullanılarak özel bir koruma sağlanır.
    39:37Kompozitlerde Unfolding Sorunu
    • L şeklinde kompozitlerde unfolding (delaminasyon) olayı yaşanabilir ve parça aniden kullanılmaz hale gelebilir.
    • Bu sorun nedeniyle radiuslar genişletilmektedir çünkü dar radiuslar bu olayı artırır.
    • Bu sorun testlerde tespit edilemez, özellikle ultrasonik inspeksiyonda L şekillerinde tespit edilme şansı çok düşüktür.
    41:02Yeni Malzemeler ve Uçak Tasarımı
    • Kompozit malzemeler özellikle fiting bölgelerinde ve alüminyum-lityum gibi yeni malzemeler Airbus 350 uçaklarında kullanılmaktadır.
    • Lityum malzemesi korozyon ve patik özellikleri iyi olsa da çok pahalı, dışarıdan import edilmek zorunda kalınıyor ve güvenlik açısından endişe verici olabilmektedir.
    • Alüminyum-magnezyum malzemesi otomotiv sektöründe tercih edilmekte, uçaklara henüz entegre edilmemiş olmasına rağmen fiyat olarak lityuma göre avantajlıdır.
    42:42Safty Health Monitoring Sistemi
    • Safty Health Monitoring sisteminde uçak üzerine sensörler konularak uçuş sırasında strengç, sıcaklık gibi veriler toplanarak uçağın durumu izlenebilmektedir.
    • Bu sistem tasarımda kabul edilen faktörleri doğrulamaya yardımcı olur ve düzenli bakımlar yerine sadece sorunlar olduğunda müdahale edilmesini sağlar.
    • Sistem son on yılda kanatlarda kullanılmakta olmasına rağmen, yüksek maliyet ve uygun çözümlerin eksikliği nedeniyle yaygınlaşamamıştır.
    44:43Uçak Tasarımında Önemli Düşünceler
    • Uçaklarda ağırlığı kompozit malzemeler kullanarak azaltmak mümkündür ve bu özellikle SML alanlarında önemlidir.
    • Ağırlık azaltma çalışmaları tasarım aşamasında yapılması gerekmektedir.
    • Metamaster gibi teknolojiler kullanmak kolay değildir.
    45:59Yıldırım Çarpması ve Yangın Testleri
    • Yıldırım çarpması testi İngiltere'deki Colham laboratuvarında yapılır ve kompozit malzemeye 2 amperlik akım verilerek yanma alanları ölçülür.
    • Yangın testleri her uçak bölümü için ayrı regülasyonlarla yapılır ve kompozit malzemelerin yangına dayanımı farklılık gösterir.
    • Cam elyafı yangının yayılmasını ve dağılmasını engelleyerek iyi bir çözüm sunmaktadır.
    49:01Bağlantı Malzemeleri ve Korozyon
    • Titanyum bağlantı parçaları kullanılırken, mecbur kalındığında çelik de tercih edilmektedir.
    • Farklı malzemelerin birbirine bağlanması sırasında korozyon sorunu yaşanabilir ve bu nedenle AP76 gibi dokümanlar hazırlanmıştır.
    • Kompozit malzemeler korozyon sorununu neredeyse çözmüş olsa da, metal ve kompozit bir arada kullanıldığında korozyon düşüncesinden kaçınmak mümkün değildir.
    51:41Spring Back Problemi
    • Spring back olayı stres analizinde etkileyici faktörlerden biridir ve stacking (katman dizilişi) etkisini gösterir.
    • İlk üretimden sonra kompozit pullarla spring back probleminin çözülmesi önerilmektedir.
    • Her malzeme ve stacking dizilimi farklı bir deflection değeri getirdiği için bu konuda özel yazılımlar geliştirilebilir.

    Yanıtı değerlendir

  • Yazeka sinir ağı makaleleri veya videoları özetliyor