Compuestos aeroespaciales

La aplicación e investigación de materiales compuestos en el campo del aeroespacial han revolucionado el ritmo de desarrollo dentro de este dominio. A pesar de tener una historia de poco más de 20 años, exhiben enormes ventajas sobre los materiales metálicos tradicionales.

En el ámbito de la aviación civil, los fabricantes de aviones civiles de renombre mundial como Boeing y Airbus han hecho avances significativos en la utilización de materiales compuestos. En la producción de Boeing de la aeronave de pasajeros B777, los compuestos representan el 9% del peso total de la estructura de la aeronave, mientras que en el avión B787, los compuestos reforzados con fibra de carbono y los materiales reforzados con fibra de vidrio constituyen el 50% del peso total de la estructura de la aeronave, lo que conduce a ahorros de combustible sustanciales. Además, el aeronave A350XWB de Airbus incorpora compuestos reforzados con fibra de carbono en componentes como paneles de fuselaje, marcos, marcos de ventanas y puertas de cabina, extendiendo significativamente el intervalo de mantenimiento de la aeronave de 6 a 12 años, reduciendo así la reducción de costos de mantenimiento para los clientes.

En el sector de la aviación militar, desde mediados de la década de 1970, los materiales compuestos se han empleado gradualmente en componentes como estabilizadores verticales y superficies de cola horizontales de aviones militares como el F-15, F-16, MIG-29, Mirage 2000, F /A-18, entre otros. Posteriormente, se han utilizado materiales compuestos en componentes críticos de carga de aviones militares como alas y fuselajes en aviones como AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35, Rafale, Jas-39, Typhoon, S-37, reduciendo el peso de la aeronave y mejora significativamente la operacióncapacidades.

En el dominio de los vehículos aéreos no tripulados, las ventajas únicas de los drones en la guerra moderna han alimentado un rápido aumento de la demanda. Las alas, las secciones de cola, las návelas del motor y el fuselaje trasero del avanzado dron de reconocimiento de halcón RQ-4 de los Estados Unidos están construidos a partir de materiales compuestos. Además, el dron DJI MavicPro de China incorpora ampliamente materiales compuestos en su fuselaje.

Los helicópteros, a diferencia de los aviones tradicionales de ala fija, operan a velocidades más lentas, altitudes más bajas, y están expuestos a condiciones duras como humedad, aridez y tormentas de arena, exigiendo una mayor resistencia a la intemperie y resistencia a la corrosión de sus estructuras. Además, las cuchillas del rotor de helicópteros requieren materiales con alta resistencia a la fatiga. Por lo tanto, debido a su excelente resistencia a la fatiga, propiedades de amortiguación de vibración y resistencia a la corrosión, los materiales compuestos son adecuados para diseños estructurales en helicópteros.

Dentro del ámbito de los motores aeroespaciales, conocidos por su complejidad técnica y sus largos ciclos de desarrollo, son aclamados como la joya de la corona de la industria. Los objetivos perseguidos en el diseño de motores de aviación civil incluyen altas relaciones de empuje a peso, bajo consumo de combustible, ruido reducido y emisiones mínimas. Para lograr estos objetivos, los materiales compuestos han encontrado una aplicación generalizada en los motores de aviación civil.

En el campo de los vehículos de lanzamiento espacial, los materiales compuestos también han encontrado un uso extenso. Al utilizar materiales compuestos, los cohetes pueden reducir su peso estructural al tiempo que garantizan la resistencia y la rigidez, mejorando así las capacidades de carga útil. Los ejemplos incluyen el cohete M-5 de Japón, el cohete Ariane 2 de Francia, el vehículo europeo de lanzamiento de satélite de Vega y el cohete de EE. UU. Atlas V, todos aprovechando los materiales compuestos.

En el dominio satelital, los compuestos reforzados con fibra de carbono de alto módulo se emplean ampliamente en la construcción de estructuras satelitales, matrices de paneles solares y antenas, subrayando aún más el inmenso potencial y el valor de los materiales compuestos en la industria aeroespacial.