עתידו של שלד המטוס

המטוסים הראשונים אשר נבנו על ידי האדם היו עשויים מקורות ולוחות עץ עם תוספות של בדי קנבס אשר ייצרו יציבות מסוימת עבור כלי הטיס. כיום, המטוסים מורכבים מאלומיניום שהוא יסוד מתכתי בעל תכונות גבוהות של חסינות בפני חמצן וקלות משקל. האלומיניום הינו אחד החומרים הנפוצים והמשומשים ביותר בכדור הארץ והוא נחקר רבות בכל מצב אפשרי. התכונות שלו הן אלו אשר הפכו אותו לחומר העיקרי אשר ממנו מורכב שלד המטוס.

אבל, גם לחומר זה, למרות כל המחקרים בנוגע אליו, יש הגבלות הקשורות לחוזקות שלו, משקלו ויכולת התחזוקה השוטפת שלו. לכן, חברות תעופה מתחילות לשנות מחשבה ומחפשות אחר אלטרנטיבות חדשות בכל הקשור למבנה שלד המטוס. אחד החומרים אשר עולים לכותרות בעת האחרונה הוא השימוש בסיבי פחמן לייצור מטוסים.

הייחודיות של סיבי פחמן

מתכנני ומעצבי המטוסים בכל רחבי העולם רואים לנגד עיניהם 2 מטרות עיקריות בבניית מטוסים:

• משקלם של המטוסים צריך להיות נמוך עד כמה שניתן.
• יעילותם וניצולם של המטוסים צריך להיות ברמה הגבוהה ביותר.

משקלו של המטוס קובע מהי צריכת הדלק שלו אשר מוביל ישירות למרחק שאותו יכול כלי התעופה לעבור מבלי לעצור לחניית ביניים ולתדלק. מצד שני, החוזק של המטוס והיכולת שלו לעמוד בפני תנאי מזג אוויר בגובה רב צריכים לבוא בד בבד עם המחשבה על בטיחות כל השוהים בתוכו. ולכן, שמירה על האיזון העדין שבין שני התנאים הללו מביאה חוקרים רבים לידי חיפוש מתמיד לשיפור גוף המטוסים.

סיבי הפחמן משנים את כל התמונה מאחר וחוזקם עולה פי 5 מאלו של מתכת ומשקלם עומד על מחצית מאשר אלומיניום. אחד המטוסים אשר כבר נעשה בו שימוש בסיבי פחמן הינו בואינג 787 החדש כאשר בשלד שלו שולבו סיבי פחמן להעלות את רמת היעילות, להפחית את צריכת הדלק ולהוריד באופן משמעותי את הצורך בתחזוקה מאחר וחומר זה אינו מתכלה, מחליד או נשחק כמו אלומיניום. מטוסי הדרימליינר החדשים אשר עשויים מאלומיניום עם סיבי פחמן יכולים כעת לטוס מאוסטרליה ללונדון מבלי להזדקק לחנייה נוספת על מנת לתדלק. זהו המסלול השלישי הארוך ביותר בעולם.

עיצוב מטוסים מסיבי פחמן

היכולות של סיבי פחמן מגדילים גם את האפשרויות בעיצוב המטוסים. כאשר משתמשים בחומרים מסורתיים כמו אלומיניום ופרספקס עבור חלונות המטוסים, צריך לשמור על גדול מסוים על מנת שלא לפגום בבטיחותו של המטוס. אם נגדיל את חלונות הנוסעים, יעלה גם הצורך בחיזוקים נוספים אשר יעלו גם את משקלו הכללי של כלי התעופה. השימוש בסיבי פחמן לייצור חלונות גדולים יותר משנה את כללי המשחק בכך שהוא חזק פי 5 וקל משקל ובכך אינו מביא לידי תשלום של מחיר עונשין על השינוי.

חוזקם של סיבי הפחמן יעילים לא רק עבור חלקו החיצוני של המטוס כי אם גם בשביל האוויר המוזרם בחלקו הפנימי. באמצעות סיבי פחמן ניתן לשלוט ביתר קלות על הטמפרטורות הנמצאות בחלל הפנימי של המטוס ולחזק את רמת הלחות עבור קהל הנוסעים במיוחד כאשר מדובר בטיסות ארוכות טווח.