Uçak kompozit yapılarında erozyon direncinin incelenmesi

Günümüzde yüksek performanslı, düşük maliyetli ve emniyetli daha hafif uçakların tasarlanması ve üretilmesi öncelikli hedef olmuştur. Bu isterler doğrultusunda yeni üretim yöntemleri ve yeni malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Uçak performansı artırmak amacıyla yapısal ağırlığının azaltılması için (yaygın olarak kullanılan çelik, alüminyum vb. yerine) paslanmaz çelikler, alaşımlar ve kompozit malzemeler kullanılmaya başlanmıştır. Geleneksel uçak malzemelerine göre yüksek mukavemet, rijitlik, darbe ve yorulma dayanımı, ısıl iletkenlik ve korozyon direnci kompozit malzemelerde daha iyidir. Havacılığın temeli olan emniyetin sağlanması elzem olup, sektörde kullanılan malzemelerin işletme şartlarından (nemli, tozlu, sıcak, soğuk vb.) kaynaklanan etkilerden dolayı zamana bağlı olarak özelliklerini kaybetmesi ile hasarlar/kazalar meydana gelebilmektedir. İstenmeyen kaza ve hasara neden olan etkenlerin biride aşınmadır. Çalışma şartlarına bağlı olarak uçak ve uçak parçalarında birçok farklı aşınma çeşitleri ile karşılaşılmaktadır. Bunlardan biri olan erozif aşınma yani katı parçacıkların bir yüzey üzerine sürekli çapması sonucu meydana getirdiği aşınmadır. En basit örnek uçağa çarpan yağmur damlacıkları (havadaki toz zerrecikleri) erozif aşınmaya neden olabilmektedir. Katı parçacık erozyon aşınmasında; parçacık boyutu, tipi, şekli, çarpma açısı, hızı, parçacık aşındırıcı malzemenin sertliği, akış oranı ile malzeme özellikleri, çevresel etkiler en temel parametrelerdir. Uçak kumanda yüzeylerinde kaplama malzemesi olarak kullanılan kompozit malzemenin erozif aşınma direncin arttırmak ve aşınma durumunun incelemesi için örnek malzeme olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada iki kat karbon ve bir kat S-glass kumaşı ile imalat aşamasında reçine içerisine, reçine ağırlık oranının %0, %1, %3 ve %5'i kadar silika katılarak kompozit numune malzemeler elde edilmiştir. Deney için hazırladığımız numunelerimizi 30º, 60º, 90º çarpma açılarında ve 60º açıda iki kat süre ile katı partikül aşınma deneyine tabi tutulmuştur. Her bir numune için erozyon oranları hesaplanmış ve numunelerin yüzey hasarları taramalı elektron mikroskopu ve endoskopik kamera ile incelenerek görüntülenmiştir. Deneyler neticesinde reçine içerisine eklenen silica malzemesinin, çarpma açısının ve uygulama süresinin erozyon oranına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma neticesinde reçine içerisine katkı olarak eklenen silikanın kompozit malzemenin erozyon direncini arttırdığı, en çok aşınmanın düşük partikül çarpma açısında (30º) olduğu, aşınma süresi ile aşınma miktarının orantılı olarak attığı ve numunelerin sünek ve yarı sünek aşınma davranışını sergilediği görülmüştür.