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Porque é que os aviões não são construídos com tubos de fibra de carbono?
A fibra de carbono parece mágica. Mais forte do que o aço, mais leve do que o alumínio, elegante como o equipamento espacial. Então, porque é que os aviões - especialmente os ultraleves ou os pequenos aviões desportivos - não são simplesmente cosidos a partir de tubos de fibra de carbono baratos e lançados ao ar?
Bem, peguem numa chave inglesa. Vamos lá cavar.
Não se trata apenas do tubo
Pode obter um Tubo de fibra de carbono de 10 mm, a Tubo de fibra de carbono de 25 mm, ou mesmo um Tubo de fibra de carbono de 6 mm de qualquer fornecedor atual. Algumas pessoas compram-nas a granel em tubo de fibra de carbono China fabricantes de drones de passatempo, foguetões ou mesmo tubos de telescópio em fibra de carbono. São fortes. São leves. Parecem que pertencem a Marte.
Então, porque não cortar algumas tubos de fibra de carbono enrolados em rolo, colocar algumas juntas, como nas estruturas de alumínio, e construir um avião?
Porque não é assim que a fibra de carbono funciona.
Os tubos compósitos precisam de mais do que um corte
Tubos de alumínio? É fácil. Cortar, furar, rebitar, repetir. Fibra de carbono? Um animal completamente diferente. A tubo de barra de fibra de carbono não é apenas um pau. São camadas de tecido, resina, pressão, fornos de cura, formas exactas de moldes. O processo consome tempo. Gasta dinheiro. Deixa pouco espaço para atalhos.
Mesmo os tubos de fibra de carbono baratos - sim, eles existem - têm um custo oculto. Esse custo reside no facto de os moldar, unir e testar em segurança. Não se trata de comprar um tubo de charuto em fibra de carbono e colocá-lo num ultraleve. Trata-se de transformar uma força bruta e quebradiça numa estrutura segura.
Fibra de carbono pode encaixar
A fibra de carbono oferece uma elevada rigidez, sim. Mas é frágil. Essa fantasia tubo de foguetão em fibra de carbono não se dobra como o alumínio. Bate-lhe mal? Parte-se. Imagine então o risco numa estrutura de voo. A junta não se dobra, pelo que a tensão não tem para onde ir.
Compare isso com o alumínio. Ele dobra-se, deforma-se, dá avisos. Essa diferença é importante no céu. Queremos uma asa que nos responda antes de falhar - não uma que nos apague em pleno ar.
Os grandes aviões já utilizam materiais compósitos - mais ou menos
Os aviões civis utilizam, de facto, compósitos de carbono. Mas não tubos. Utilizam peças moldadas - asas, painéis, caudas - construídas como as naves espaciais. Essas peças requerem calor, pressão e uma colocação cuidadosa. Manutenção? Continua a ser uma tarefa árdua. As fissuras podem esconder-se no interior. A reparação de uma secção pode significar a substituição de toda a peça.
Esta é uma das razões pelas quais as companhias aéreas pagam mais pelas inspecções. As reparações de materiais compósitos exigem técnicos, ferramentas especiais e ambientes controlados. Não é uma reparação rápida.
E as pequenas aeronaves?
Porque é que as aeronaves desportivas ligeiras não podem utilizar tubo telescópico em fibra de carbono ou protectores de tubos em fibra de carbono para a sua moldura? Na verdade, alguns fazem-no - mais ou menos. Alguns ultraleves experimentais misturam peças de fibra de carbono. Mas são raros.
Porquê? Consistência. Os tubos de alumínio produzidos em massa são fiáveis, soldáveis e fáceis de inspecionar. Fibra de carbono? Nem por isso. Todos os tubo de foguetão em fibra de carbono precisa de certificação. Uma falha estraga tudo. Um mau lançamento pode custar uma vida.
Poderá a produção em massa resolver o problema?
Talvez um dia. Se os tubos de fibra de carbono pudessem ser feitos rapidamente, cortados de forma limpa e unidos facilmente? Ver-se-ia mais em estruturas de aviões. As empresas poderiam armazenar Tubo de fibra de carbono de 8 mm, cola ou parafusos e poupa peso.
Mas hoje em dia? Esses tubos pré-fabricados não estão certificados para uso em voo. Não há uma maneira fácil de testar cada tubo de fibra de carbono enrolado em rolo para defeitos. Por isso, mesmo que sejam baratos, são arriscados.
Onde os tubos de fibra de carbono brilham
Nem tudo é mau. Tubo de telescópio em fibra de carbono manuseiam a ótica como profissionais. Os drones e foguetões de passatempo adoram a rigidez. Tubos de charuto em fibra de carbono manter os charutos seguros na sua mochila. E adivinha? O futuro pode trazer melhorias.
Novas resinas. Colagem mais inteligente. Sistemas de união modulares. Se os custos diminuem e a segurança aumenta, tubo de fibra de carbono barato as assembleias poderão um dia voar mais do que papagaios.
Descida final
Então, porque é que os aviões não voam com tubos de fibra de carbono? Porque não é fácil de encaixar. A fibra de carbono é forte mas sensível. Porque moldá-la e repará-la custa mais do que cortar alumínio.
Por enquanto, a fibra de carbono domina as peças - não os ossos - dos aviões. Mas as coisas estão a mudar. E quando a produção acompanhar a imaginação, talvez se veja um ultraleve de estrutura completa feito de tubos de carbono.
Até lá? Use a fibra de carbono com sabedoria. Nos sítios certos. E nunca se esqueça - pode ser leve, mas voar em segurança continua a ter peso.
Referências:
1. Como cortar tubos de fibra de carbono: A chave para a tolerância e as relações com os clientes
2.Melhores práticas para limpeza e manutenção de tubos quadrados de fibra de carbono
3.Os tubos de fibra de carbono podem ser produzidos em massa? Eis o que precisa de saber
4.Como melhorar a qualidade da superfície de tubos de fibra de carbono de grande diâmetro
5.Porque é que o tubo de fibra de carbono 50mm OD 47mm ID é tão popular?