Vilja titan vara ett bättre alternativ för flygplanshud om kostnaden inte var en faktor?

3

Om priset inte var ett problem, skulle titan vara ett bättre alternativ att använda som luftlinjens hud i motsats till aluminium?

    
uppsättning securitydude5 29.11.2017 20:49

2 svar

5

Särskild styrka är inte alltid det enda övervägandet. Styrka över vikt är faktorn här, om ett material har en tredjedel av vikten men också en tredjedel av styrkan hos ett annat material, har de samma specifika styrka. Aluminium, titan och stål är metalllegeringarna för flygplansbyggande, och de har ungefär samma specifika styrka. Det finns en stor variation inom legeringar självklart, 2024 aluminiumlegering har en avkastningsstyrka på 324 MPa och är över 30 gånger starkare än rent aluminium.

Bildkälla

En flygel i flygningen är böjd uppåt av de aerodynamiska lyftkrafterna, och detta böjningsmoment motstår den övre och nedre huden i vingen. Den nedre huden är belastad i spänning, den övre huden i kompression. Med en spänningsbelastad konstruktion är vi bara intresserade av tvärsnittsarean: hur mycket kraft ser det för att komma till avkastningsstyrkan. Med en kompressionsbelastad konstruktion är emellertid felmekanismen inte utbytesstyrka utan buckling.

För att förhindra knäckning behöver vi en större tvärsnitt än vad som behövs för ren avkastningsstyrka, och detta tvärsnitt är en funktion av elasticitetsmodulen, inte avkastningsstyrkan. Så nu anger förhållandet av vikt över elasticitet storleken. För kompression har aluminium det bästa förhållandet mellan de tre metallerna som nämns ovan.

    
svaret ges 30.11.2017 00:01
6

Även om det antas att priset inte skulle vara ett problem skulle det vara formbarhet. Ti är mycket svårare att böja, borra och skära än Al så att bygga ett plan av billig Ti skulle öka sina tillverkningskostnader över Al. Ti behåller sin hållfasthet vid höga temperaturer, mycket bättre än Al men i subsoniska flygplan som passagerarplaner är luftvärmeväxling inte en designbegränsare som skulle kunna välja mellan att välja Ti eller Al.

    
svaret ges 29.11.2017 22:50