Υλικό εργαλείων προσγείωσης αεροσκαφών

Το βάρος απογείωσης των σύγχρονων μεγάλων αεροσκαφών είναι βασικά πάνω από 100 τόνους. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι μπορεί να αντέξει το βάρος εκατοντάδων τόνων αεροσκαφών και την τεράστια δύναμη κρούσης της απογείωσης και της προσγείωσης, τα υλικά του εξοπλισμού προσγείωσης πρέπει να έχουν υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα, αντοχή στην κόπωση, αντοχή στη διάβρωση και άλλες συνθήκες. Τέτοιες σκληρές απαιτήσεις δεν μπορούν να καλυφθούν από συνηθισμένα υλικά και μπορούν να βασίζονται μόνο σε ειδικό χάλυβα. Μπορεί να ειπωθεί ότι ο χάλυβας για τα όργανα προσγείωσης αντιπροσωπεύει το υψηλότερο επίπεδο χάλυβα εξαιρετικά υψηλής αντοχής σε μια χώρα.

(Τον Οκτώβριο του 2015, το δεξί σύστημα προσγείωσης ενός επιβατικού αεροπλάνου Boeing 737 έσπασε κατά την προσγείωση)

Δεδομένης της ιδιαίτερης σημασίας του συστήματος προσγείωσης, προκειμένου να εξασφαλιστεί η κανονική ανάσυρσή του κατά τη φάση απογείωσης και προσγείωσης, το αεροσκάφος έχει συνήθως τρία σετ συστημάτων ελέγχου για κάθε σύστημα προσγείωσης, ένα για κοινή χρήση, ένα για αναμονή και ένα για έκτακτη ανάγκη, για να διασφαλιστεί ότι είναι ασφαλές.

Τι υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή του εξοπλισμού προσγείωσης; Ο χάλυβας εξαιρετικά υψηλής αντοχής 300M είναι το κύριο ρεύμα
Το αεροσκάφος υποστηρίζεται από τρία όργανα προσγείωσης κατά την απογείωση και την προσγείωση.
Ως αεροσκάφος κορμού μονού καναλιού, το C919 είναι ένα μικρό μεταξύ των μεγάλων αεροσκαφών, αλλά το μέγιστο βάρος απογείωσης του έχει φτάσει τους 80 τόνους και το συνολικό βάρος τριών εργαλείων προσγείωσης είναι περίπου 1,8 τόνοι. Για να υποστηρίξει ένα αεροσκάφος που φτάνει περισσότερο από 40 φορές το βάρος του σε υψηλή ταχύτητα, η απόδοσή του πρέπει να είναι αρκετά σταθερή.

(Σχέδιο προσγείωσης μεγάλου αεροσκάφους C919)

Τα υλικά του συστήματος προσγείωσης που χρησιμοποιούνται ευρέως στον κόσμο είναι χάλυβας χαμηλού κράματος εξαιρετικά υψηλής αντοχής, όπως 300M στις Ηνωμένες Πολιτείες, 35NCDl6 στη Γαλλία και 30xrCH2A στη Ρωσία, η οποία χαρακτηρίζεται από την εξαιρετικά υψηλή αντοχή του. Πόσο υψηλή είναι η υψηλή ένταση; Επί του παρόντος, η αντοχή σε εφελκυσμό διαφόρων αντισεισμικών δομικών χαλύβδινων ράβδων είναι γενικά 400-500Mpa, ενώ η αντοχή εφελκυσμού των 300M είναι τόσο υψηλή όσο 1960-2100 Mpa, η αντοχή εφελκυσμού του 35NCDl6 είναι μεγαλύτερη από 1850Mpa, και η αντοχή εφελκυσμού του 30xrCH2A είναι 1800-2000Mpa.

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον χάλυβα 300M, είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος χάλυβας συστήματος προσγείωσης με το υψηλότερο επίπεδο αντοχής, την καλύτερη συνολική απόδοση στον κόσμο. Αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1950 προσθέτοντας περίπου 1,5 τοις εκατό πυρίτιο με βάση τον χάλυβα 4340. Τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματά του είναι η υψηλή αντοχή, η καλή σκληρότητα, η υψηλή εγγενής αντοχή κόπωσης και η υψηλή εγκάρσια πλαστικότητα, η υψηλή αντοχή στη θραύση, η καλή αντοχή στην κόπωση και η καλή αντοχή στη διάβρωση.

Το σύστημα προσγείωσης που κατασκευάζεται από αυτό δεν είναι μόνο μικρό σε δομή και μέγεθος, αλλά έχει επίσης την ίδια διάρκεια ζωής με το σώμα του αεροσκάφους, ακόμη και για πολιτικά αεροσκάφη με διάρκεια ζωής δεκάδων χιλιάδων ωρών. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, που έχουν το υψηλότερο επίπεδο κατασκευής αεροσκαφών, περισσότερο από το 90 τοις εκατό των εργαλείων προσγείωσης των στρατιωτικών και πολιτικών αεροσκαφών είναι κατασκευασμένα από αυτόν τον χάλυβα.

(Μηχανικές ιδιότητες χάλυβα 300M)

Η χημική σύνθεση του χάλυβα 300M είναι αυστηρά περιορισμένη. Διαφορετικές χημικές συνθέσεις παίζουν διαφορετικούς ρόλους στον χάλυβα: Η περιεκτικότητα σε C (άνθρακας) θα βελτιώσει την αντοχή και τη σκληρότητα του χάλυβα 300M, αλλά η πλαστικότητα και η σκληρότητα θα μειωθούν σημαντικά, γεγονός που θα μειώσει τη δυνατότητα επεξεργασίας του χάλυβα. Η κύρια λειτουργία του Cr (χρώμιο) είναι η βελτίωση της σκληρυνσιμότητας και της αντοχής και της σκληρότητας του χάλυβα 300M. Το Ni (νικέλιο) μπορεί να βελτιώσει τη σκληρότητα και την αντοχή του χάλυβα, να μειώσει σημαντικά την ευαισθησία των εγκοπών του υλικού και να αποφύγει το εύθραυστο κάταγμα διάσπασης. Το Si (πυρίτιο) βελτιώνει κυρίως την αντοχή διαρροής και την αντοχή σε εφελκυσμό του χάλυβα 300M.

(Χημική σύνθεση χάλυβα 300M)

Από τη χημική σύνθεση του χάλυβα 300M, μπορεί να φανεί ότι η περιεκτικότητα σε θείο, φώσφορο και άλλα επιβλαβή συστατικά δεν είναι μεγαλύτερη από 0,01 τοις εκατό, κάτι που είναι εξαιρετικά απαιτητικό.
Αντίθετα, οι απαιτήσεις περιεκτικότητας σε θείο και φώσφορο του κορυφαίου χάλυβα διπλής φάσης υψηλής αντοχής DP1180 για αυτοκίνητα δεν είναι υψηλότερες από 0,04 τοις εκατό και 0,015 τοις εκατό, τα οποία είναι αρκετές φορές διαφορετικά από τα απαιτήσεις 300 εκ.