/transport

Er kulfiber-fly stærke nok til at klare et uvejr?

Stadig flere flydele er fremstillet af kulfiberforstærket plast, og efter den franske flyulykke i en Atlanterhavsstorm stilles det ubehagelige spørgsmål: Er kulfibermaterialet stærkt nok?

Klik for at se billedet i stort

Har flykonstruktørerne overvurderet kulfiberens styrke, eller har de undervurderet kræfterne i en tropisk storm? Spørgsmålene er foreløbig ubesvarede - men væsentlige, fordi kulfiber indgår i stadig højere grad i nye generationer af fly. (Foto: Wikipedia)


Læs også

Læs mere om

Dokumentation

Af Kent Krøyer, onsdag 10. jun 2009 kl. 16:07

Flykonstruktørernes værste mareridt - at der kunne være noget i vejen med den nye brug af kulfiberforstærket plastic i moderne fly - begynder at samle sig som en truende sky i horisonten.

Årsagen til Air France-flystyrtet Atlanterhavet med en Airbus 330-200 kendes ganske vist endnu ikke. Men flyets halesektion er i udstrakt grad konstrueret i plastic, blandt andet den vertikale stabilisator, som er blevet fundet afbrækket på havet, efter at flyet tilsyneladende fløj lukt ind i et voldsomt uvejr med lodrette vinde på 160 km/t.

Branchens nyeste og dyreste passagerfly, Boeing 787 og Airbus A350, nærmer sig den tid, hvor de skal tages i brug. De er netop opbygget i kulfiberforstærket plastic i endnu højere grad end alle tidligere flytyper, skriver New Scientist.

Overgangen fra aluminium til plastic er det største teknologiske skift i flykonstruktion siden midten af forrige århundrede. Det er afgørende for flybranchens forsøg på at gøre fly lettere, så de kan spare brændstof og reducere CO2-udslippet.

Spørgsmålet er, om den kulfiberforstærkede plastic er så stærk, som konstruktørerne tror, og som den er godkendt til.

Et antal overraskelser har nemlig vist sig i flere tidligere hændelser, som har involveret fly med kulfiberdele, herunder fly i samme familie, nemlig Airbus A300 og A310.

En Airbus 300 på vej ud af New York i 2001 kom for tæt på den kraftige turbulens i luften bag ved et andet, stort fly. Airbus-flyet fik sig en voldsom tur, og den forskrækkede pilot trampede så hårdt på siderorspedalerne, at den vertikale stabilisator, som holder sideroret, brækkede af. Uden stabilisator og sideror kunne flyet ikke styres, og det faldt ned. Alle 265 om bord blev dræbt.

Fire år senere lykkedes det en koldblodig pilot at lande en Airbus 310, efter at sideroret var brækket af i luften. Efterforskningen viste, at vigtige plasticdele havde haft skjulte fejl, som ikke var blevet opdaget under inspektion, godkendelse eller montage.

New Scientist skriver, at selv om fly i de seneste ti år har fløjet med væsentlige konstruktionsdele af kulfiberforstærket plastic, så mangler man stadig den erfaring med materialet, som millioner af flyvetimer giver. Sådan en erfaring har man med aluminium.

Den amerikanske havarikommission NTSB advarede i 2003 om, at fly oftere end ventet kommer ud for belastninger, som er kraftigere, end flyet er konstrueret til (se link nedenfor).



10. jun 2009 kl 16:52

avatar

Troels Halken

Spekulativ

Hele artiklen er spekulativ og linket til et flystyrt, hvis årsag endnu ikke er klarlagt, er mildest talt tynd.

Som begrundelse for mistanken mod kulfiber nævnes to ulykker. Årsagen til den første nævnes ikke (dvs hvorfor haleroret faldt af, for det burde flyet ikke have tilladt piloten at gøre), og det anden skyldes problemer med fremstillingsprocessen og kvalitetskontrollen - ikke med materialet eller dets egenskaber.

Forhåbentligt er der lidt mere at basere en mistanke mod kulfiber på end de to uheld. Der er jo en hel del fly som i dag har kulfiberdele, og dermed en masse flyvetimer.

Vh Troels


10. jun 2009 kl 17:02

Michael Eriksen

Ikke materialefejl

Den A300 der faldt ned i 2001 (AA-587) faldt ned som følge af en pilot i panik, der overkompenserede fra den ene side til den anden i en stadig kraftigere oscillerende bevægelse. Piloten drev flyet langt ud over specifikationerne.
http://en.wikipedia.org/wiki/A..._587
Man kunne ønske at fly-by-wire systemet havde nægtet piloten den mulighed, men det er en helt anden diskussion. Men der er ingen basis for at mistænke kompositmaterialerne i denne ulykke.


10. jun 2009 kl 17:05

Bjarke Mønnike

Re: Spekulativ

Enig med Troels og Michael


10. jun 2009 kl 17:39

Jesper Vauvert

Re: Re: Spekulativ

Har flykonstruktørerne overvurderet kulfiberens styrke, eller har de undervurderet kræfterne i en tropisk storm? Spørgsmålene er foreløbig ubesvarede - men væsentlige, fordi kulfiber indgår i stadig højere grad i nye generationer af fly.

Selvom jeg er enig i tidligere kommentarer må man nok sige, at hvis der overhovedet er noget om et af de to påstande i billedteksten er det næsten helt sikkert at det er kræfterne i ekstreme uvejrssituationer man har undervurderet.

Samt muligvis også at styresystemerne åbenbart tillader en hel masse de ikke burde....og åbenbart også er meget følsomme overfor komponenter der fejler (fx. de efterhånden fortærskede pitotrør).

- Jesper


10. jun 2009 kl 17:50

Benny Olsen

Nye materialer...

Fra artiklen

Spørgsmålet er, om den kulfiberforstærkede plastic er så stærk, som konstruktørerne tror, og som den er godkendt til.

De gode gamle dobbeltdækkere med træskellet og sejldug det vidste man hvad var, det var teknik der fungerede.

Det vil være mærkeligt hvis ikke de næste millioner af flyvetimer med nye materialer og konstruktioner skulle give os flere erfaringer.

Det er altid svært at droppe noget vi ved fungerer, og endnu sværere at se tilbage når vi har fundet noget bedre, hvorfor ventede vi så længe?


10. jun 2009 kl 18:17

Jesper Vauvert

Re: Nye materialer...

>>Spørgsmålet er, om den kulfiberforstærkede plastic er så stærk, som konstruktørerne tror, og som den er godkendt til.<<

Lige netop dette mener jeg er usandsynligt idet materialer gennemgår meget omfattende og rigorøse tests inden de godkendes til brug i flyvemaskiner.

Men det er klart, at hvis man har undervurderet de kræfter materialerne kan komme ud for, så er det ikke sikkert man har testet for tilstrækkelig høje belastninger. Men det lyder usandsynligt at det er en materialefejl.

En fremstillings- eller monteringsfejl kan - selvom også dette er usandsynligt - ikke udelukkes, men det er noget andet.

Endelig kan der være nye fysiske/kemiske processer man ikke har kendt (nok) til - måske bl.a. fordi materialerne er relativt "unge". Dette var i sin tid tilfældet ifm udmatningsbrud, og da vi trods alt ikke er alvidende og nye materialer måske opfærer sig på uventet vis under ekstreme forhold kan man ikke helt udelukke dette.

Men, når alt er sagt er det mest sandsynlige stadig at det er noget mere banalt der er gået galt - hvis ellers man nogensinde med sikkerhed finder ud af hvad der præcis er sket.

- Jesper


10. jun 2009 kl 21:59

Claus Vind

Relevans?


Den amerikanske havarikommission NTSB advarede i 2003 om, at fly oftere end ventet kommer ud for belastninger, som er kraftigere, end flyet er konstrueret til (se link nedenfor).

Det er vel uafhængigt af materiale valg ?

Er den her artikel ikke bare et forsøg på piske en stemning op ? Og er det virkelig en værdig brug af ing.dk? Den er stort set blottet for fakta og tilsyneladende kun et opkog af KKs egne, mere eller mindre lødige, overvejelser.

Venlig hilsen

Claus


10. jun 2009 kl 22:09

Niels Hansen

Kulfiber og lyn

Det skulle nok hellere være kulfiber overflader og lyn der kunne have noget med hinanden at gøre. Der er stadig en mistanke om kulfiberoverflader tiltrækker lyn. Det skete med en Super Puma helikopter der havde fået en halerotor i kulfiber, som lynet slog ned i og splintrede. Det var i Nordsøen på vej til en olieplatform. Nogen af jer har måske set udsendelsen på discovery channel.

De nævnte ulykker havde ikke noget med svagheder i selve kulfiberen at gøre, som der nævnes af andre kommentarer.


10. jun 2009 kl 22:23

Claus Vind

Re: Kulfiber og lyn

Der er stadig en mistanke om kulfiberoverflader tiltrækker lyn

Det tvivler jeg på. Måske opfører kulfiber sig dårligere/anderledes ved et direkte lyn-nedslag.

Det er velkendt at ledere (specielt 'spidser', tænk lynafleder) tiltrækker lyn. Og selvfølgelig bedst hvis de er jordforbundne. Det giver nogle store gradienter, når feltlinierne fra et volumen koncentreres ned i et punkt.

Jeg har ikke fjernsyn, så hvis du kan finde en textuel reference til ovenstående teori, ville jeg blive glad.

Venlig hilsen

Claus


11. jun 2009 kl 00:13

avatar

Troels Halken

Re: Kulfiber og lyn

Det var i Nordsøen på vej til en olieplatform. Nogen af jer har måske set udsendelsen på discovery channel.

Ja, shit. Hvis det har været på discovery, så er det nok alvorligt ;-) Måske skal vi rent faktisk til at abonnere på Illustreret Videnskab....

Vh Troels


11. jun 2009 kl 08:10

Søren Andersson

Re: Re: Kulfiber og lyn

Er et af problemerne ikke at man får lynet ind i den underliggende konstruktion (da kulfiber ikke er ledende?)? I konstruktioner af stål og alu har man primært lynet på overfladen pga den opfører sig som et Faradaybur. Man er ikke interesseret i at få "indvendige" gnister af hensyn til brændstof mm.


11. jun 2009 kl 08:15

Niels Hansen

Re: Re: Kulfiber og lyn

Jeg kan kun finde frem til en artikel fra wikipedia - der er også links til CAA myndigheden med deres anbefalinger.

http://en.wikipedia.org/wiki/B..._56C

Det samme kan Troels Halken læse.


11. jun 2009 kl 08:40

Claus Vind

Re: Re: Re: Kulfiber og lyn

Jeg kan kun finde frem til en artikel fra wikipedia - der er også links til CAA myndigheden med deres anbefalinger.

http://en.wikipedia.org/wiki/B..._56C

Det samme kan Troels Halken læse.

Mange tak, det påskønnes - desværre er selve hovedrapporten ikke tilgængelig (serveren er nede). CAA rapporterne er.

Problemet her er jo ikke materialet, men brugen af det: Det lyder til (jeg gætter lidt) at rotoren indeholdt metalelementer, som fordampede/eksploderede ved lynnedslaget. CAA rapporten taler om 'static discharge improvement', altså en lynafleder - jeg ved ikke om det ville ændre noget, men de har nok mere viden end mig.

Alle materialer er dårlige, hvis man bruger dem forkert. Der er heller ikke her grundlag for KKs fuldstændigt ufunderede spekulationer. Komposit materialer blev ikke indført uden meget ekstensive tests, flybranchen er konservativ.

Simulering af lynnedslag er rent faktisk noget man kan gøre - og jævnligt gør - i prøvehaller. Man har åbenbart ikke fundet det nødvendigt med halerotoren på en Super Puma. Den beslutning kan åbenbart diskuteres.

Venlig hilsen

Claus


11. jun 2009 kl 09:30

Vagn-Ebbe Kier

Kulfiber og lyn

Kulfiber er et fortrinligt materiale i flyindustrien.
Problemet er materialeovergangen mellem aluminium og kulfiber.
Ved flynedstyrtning ses findes kulfibersektionerne oftest som næsten hele (og med AF´s flyet heldigvis som flydende p.gr.af lettere vægt end vand) komponenter, hvor brudfladen ligger i monteringsbeslagene.
Mh
Vagn-Ebbe


11. jun 2009 kl 11:07

Johan Ståhl

Svært at kontrollere

Kulfiber er et fortrinligt materiale i flyindustrien.
Problemet er materialeovergangen mellem aluminium og kulfiber.
Ved flynedstyrtning ses findes kulfibersektionerne oftest som næsten hele (og med AF´s flyet heldigvis som flydende p.gr.af lettere vægt end vand) komponenter, hvor brudfladen ligger i monteringsbeslagene.
Mh
Vagn-Ebbe

Problemer ved materialeovergange kender man jo til bevidstløshed fra andre konstruktionsområder, fx ved brugen af limtræsbjælker, men det særlige problem ved flykonstruktioner er at de aerodynamiske krav kan gøre det svært at udføre moteringsbeslagene optimalt.

Der er dog et andet, og meget større, problem ved brug af kunststofmaterialer, og det er vanskeligheden at detektere en begyndende nedbrydning på en enkel og praktisk måde. Det har også været diskuteret tidligere. Se fx http://www.newscientist.com/ar...html


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.