Composites aérospatiaux

L'application et la recherche de matériaux composites dans le domaine de l'aérospatiale ont révolutionné le rythme de développement dans ce domaine. Malgré une histoire d'un peu plus de 20 ans, ils présentent d'énormes avantages par rapport aux matériaux métalliques traditionnels.

Dans le domaine de l'aviation civile, des fabricants d'avions civils de renommée mondiale tels que Boeing et Airbus ont fait des progrès importants dans l'utilisation des matériaux composites. Dans la production de Boeing de l'avion de passagers B777, les composites représentent 9% du poids total de la structure des avions, tandis que dans l'avion B787, les composites renforcés en fibre de carbone et les matériaux renforcés en fibre de verre constituent 50% du poids total de la structure des avions, conduisant à Économies de carburant substantielles. En outre, l'avion A350XWB d'Airbus intègre des composites renforcés en fibre de carbone dans des composants tels que les panneaux de fuselage, les cadres, les cadres de fenêtres et les portes de la cabine, prolongeant considérablement l'intervalle de maintenance de l'avion de 6 à 12 ans, ce qui réduit considérablement les coûts de maintenance des clients.

Dans le secteur de l'aviation militaire, depuis le milieu des années 1970, les matériaux composites ont progressivement été utilisés dans des composants tels que les stabilisateurs verticaux et les surfaces de queue horizontales d'avions militaires tels que le F-15, le F-16, le MIG-29, Mirage 2000, F F / A-18, entre autres. Par la suite, des matériaux composites ont été utilisés dans des composants critiques de chargement des avions militaires tels que les ailes et les fuselages dans des avions comme AV-8B, B-2, F / A-22, F / A-18E / F, F-35, Rafale, JAS-39, Typhoon, S-37, réduisant le poids des avions et améliorant considérablement l'opérationcapacités.

Dans le domaine des véhicules aériens sans pilote, les avantages uniques des drones dans la guerre moderne ont alimenté une augmentation rapide de la demande. Les ailes, les sections de queue, les nacelles du moteur et le fuselage arrière du drone avancé de reconnaissance RQ-4 Global Hawk des États-Unis sont tous construits à partir de matériaux composites. De plus, le drone DJI Mavicpro en Chine intègre largement des matériaux composites dans sa cellule.

Les hélicoptères, contrairement aux avions à voilure fixe traditionnels, fonctionnent à des vitesses plus lentes, des altitudes plus basses et sont exposées à des conditions difficiles comme l'humidité, l'aridité et les tempêtes de sable, exigeant une plus grande résistance aux intempéries et une résistance à la corrosion de leurs structures. De plus, les lames de rotor d'hélicoptères nécessitent des matériaux à forte résistance à la fatigue. Par conséquent, en raison de leur excellente résistance à la fatigue, des propriétés d'amortissement des vibrations et de leur résistance à la corrosion, les matériaux composites sont bien adaptés aux conceptions structurelles dans les hélicoptères.

Dans le domaine des moteurs aérospatiaux, connus pour leur complexité technique et leurs longs cycles de développement, ils sont salués comme le joyau de la couronne de l'industrie. Les objectifs poursuivis dans la conception des moteurs d'aviation civile comprennent des ratios de poussée / poids élevés, une faible consommation de carburant, un bruit réduit et des émissions minimales. Pour atteindre ces objectifs, les matériaux composites ont trouvé une application généralisée dans les moteurs de l'aviation civile.

Dans le domaine des véhicules de lancement de l'espace, les matériaux composites ont également trouvé une utilisation approfondie. En utilisant des matériaux composites, les roquettes peuvent réduire leur poids structurel tout en garantissant la résistance et la rigidité, améliorant ainsi les capacités de charge utile. Les exemples incluent la fusée M-5 du Japon, la fusée Ariane 2 de la France, le véhicule européen de lancement du satellite Vega et la fusée US Atlas V, tous des matériaux composites.

Dans le domaine satellite, les composites renforcés en fibre de carbone à module élevé sont largement utilisés dans la construction de structures satellites, de réseaux de panneaux solaires et d'antennes, soulignant encore l'immense potentiel et valeur des matériaux composites dans l'industrie aérospatiale.