ΥΛΙΚΑ ΑΕΡΟΔΙΑΣΤΗΜΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία που εκπονήθηκε στο Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου στο τμήμα των Μηχανολόγων Μηχανικών, αφορά την παρουσίαση υλικών των αεροδιαστημικών και αεροναυπηγικών εφαρμογών καθώς και την μηχανική και περιβαλλοντική συμπεριφορά αυτών. Θα γίνουν ορισμένες αναφορές κάποιο εκ των υλικών που χρησιμοποιούνται στις αεροναυπηγικές και αεροδιαστημικές εφαρμογές για διαφορετικούς τύπους εφαρμογών όπως τα αεροσκάφη, των δορυφόρων και των πυραύλων. Η συγκεκριμένη εργασία, αφορά μόνο τις εφαρμογές οι οποίες χρησιμοποιούνται για να εξυπηρετήσουν ανθρώπινες ανάγκες και συμβάλουν στην διερεύνηση του διαστήματος και του σύμπαντος. Όλων των ειδών οι εφαρμογές που χρησιμοποιούνται για πολεμικούς σκοπούς όπως τα μαχητικά αεροσκάφη δεν αναφέρονται στην παρούσα εργασία καθώς οφείλουμε να χρησιμοποιούμαι την επιστήμη μόνο για ειρηνικούς σκοπούς. Το θέμα αναπτύσσεται σε επτά κεφάλαια. Αρχικά, γίνεται αναφορά στους αδερφούς Wright για την σημαντική ιδέα τους. Κατόπιν γίνεται μια τοποθέτηση για την σπουδαιότητα της επιστήμης των υλικών και για την κατανόηση των αεροδιαστημικών υλικών αντίστοιχα. Αξίζει να δοθεί έμφαση και ενδιαφέρον στις ιδιότητες των υλικών προκειμένου να επιτευχθεί με επιτυχία η οποιαδήποτε εφαρμογή την οποία πρόκειται να κατασκευάσουμε. Στο δεύτερο γίνονται αναφορές στα υλικά αεροναυπηγικών εφαρμογών για κάθε τύπο εφαρμογής. Στην αρχή του κεφαλαίου αναφέρονται τα κράματα αλουμινίου έπειτα τα κράματα τιτανίου, μετά ακολουθεί ο χάλυβας και τέλος γίνεται μια αναφορά στα σύνθετα υλικά και την τεράστια συνεισφορά τους στην αεροναυπηγική βιομηχανία. Στο τρίτο κεφάλαιο μελετώνται τα υλικά των αεροδιαστημικών. Στην αρχή του κεφαλαίου αναφέρονται οι απαιτήσεις για την επιλογή των κατάλληλων υλικών στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Έπειτα ακολουθούν αναφορές σε κάποια από τα σπουδαιότερα v αεροδιαστημικά επιτεύγματα όπως ο πύραυλος Falcon 9, ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) και τέλος το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb το οποίο αποτελεί την πιο πρόσφατη και σπουδαία είδηση στις μέρες μας. Ένα από τα κράματα που θα ανακαλύψουμε σε αυτό το κεφάλαιο είναι το Invar. Όπως θα δούμε και παρακάτω το Invar πρόκειται για ένα κράμα το οποίο αποτελείται από 36% νικέλιο. Στο τέταρτο καθώς και στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των ιδιοτήτων των υλικών των αεροναυπηγικών και αεροδιαστημικών εφαρμογών αντίστοιχα. Είναι πολύ σημαντικό άλλωστε ένας μηχανικός να γνωρίζει τις ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιεί, κυρίως όταν η εφαρμογή έχει να κάνει με την ασφάλεια επιβατών. Για αυτόν τον λόγω γίνονται και δύο αναφορές όσων Σε αυτό το κεφάλαιο επίσης, αναφέρονται διάφορα υλικά τα οποία είναι μεγάλης σημασίας όπως το Kevlar το οποίο μάλιστα αποτελεί και μονοπώλιο της εταιρίας DuPont. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται μια αναφορά στις περιβαλλοντικές απειλές που επικρατούν στο διαστημικό περιβάλλον. Στο περιβάλλον αυτό επικρατούν ακραίες συνθήκες όπως για παράδειγμα το κενό ή η υπεριώδης ακτινοβολία, και κάθε υλικό συμπεριφέρεται διαφορετικά υπό τις συνθήκες αυτές. Μια επίσης ενδιαφέρουσα απειλή αποτελεί το ατομικό οξυγόνο όπως και οι διαφορετικοί θερμικοί κύκλοι. Στο έβδομο κεφάλαιο καταλήγουμε στα συμπεράσματα που βασίζονται σε όσα προαναφέραμε στα προηγούμενα κεφάλαια. Ένα σπουδαίο συμπέρασμα στο οποίο καταλήξαμε είναι το πόσο σημαντικός είναι ο συνδυασμός του χαμηλού βάρους, της ασφάλειας καθώς και του κόστους της κατασκευής.