آیا هواپیماهای کامپوزیتی در درازمدت ایمن هستند؟

محمود حاج‌زمان: 4 روز قبل (10 آبان) نخستین هواپیمای دنیا که بدنه و بال‌‌های آن از پلاستیک فشرده مسلح به فیبر کربن (DFRP) ساخته شده بود، نخستین گروه از مسافران خود را از توکیو به هیروشیما انتقال داد. سازه تمام کامپوزیتی بوئینگ 787 خطوط هوایی ژاپن باعث شده است تا این هواپیما در مقایسه با هواپیماهای هم‌اندازه آن با بدنه آلومینیومی، پانزده درصد سبک‌تر باشد، بهره‌وری سوخت آن افزایش پیدا کند و صنعت هوانوردی به صنعت سبزتری تبدیل شود.
اما به گزارش نیوساینتیست، خوشحالی رسانه‌ها در خصوص این پرواز با سوالات نگران‌کننده‌ای درباره ایمنی درازمدت هواپیمای کامپوزیتی مغشوش شده است. در 20 اکتبر / 28 مهرماه، اداره پاسخگویی دولتی ایالات متحده (GAO) گزارشی را منتشر کرد که در آن ضمن تایید صلاحیت پرواز بوئینگ 787، سوالاتی را درباره توانایی سازمان هوانوردی آمریکا (FAA) مطرح کرد؛ تا اطمینان حاصل شود که بازرسان آنها قادرند خسارات وارده به سازه‌های کامپوزیتی را در طول حیات درازمدت هواپیما ارزیابی و تعمیر کنند.
مسولان GAO می‌گویند: «اکنون خیلی زود است که بخواهیم کفایت تلاش‌های FAA و صنعت هوانوردی را در خصوص نگرانی‌های ایمنی، و توانایی کافی برای انجام تعمیر و نگهداری سازه‌های کامپوزیتی به طور کامل ارزیابی کنیم».
تاکنون، تنها قطعات مجزا و کوچک‌تر سازه‌های فرعی مانند بالچه‌های دم و لبه‌های راهنمای بال با استفاده از کامپوزیت ساخته شده بودند. سازمان GAO ادبیات علمی مرتبط را مرور کرده و با مهندسان درباره مدارک حامی گسترش استفاده از کامپوزیت برای ساختن کل بدنه هواپیما مصاحبه کرده است. در خصوص مسائل نگهداری و کهنگی، این سازمان پاره‌ای نواقص علمی را کشف کرده است.
سازمان GAO کشف کرده است که مهندسان نمی‌دانند این مواد هنگام صدمه دیدن چگونه رفتار می‌کنند، صدمات آنها چگونه به نظر می‌رسد و این عوامل با گذر عمر و کهنه شدن مواد کامپوزیتی چگونه تغییر می‌کنند. دلیل این مساله این است که تشخیص صدمه مواد کامپوزیتی بسیار دشوار است و در حقیقت، چنین صدماتی به طرز موثری غیر قابل مشاهده هستند. گزارش GAO می افزاید که تنها بسیار تعداد اندکی از مهندسان برای تشخیص چنین صدماتی آموزش دیده‌اند.
اما بوئینگ هیچ تردیدی در این خصوص ندارد. این شرکت در بیانیه‌ای اعلام کرده است: «ما آزمایش کردیم، ما بررسی کردیم و ما با دلیل اثبات کردیم که حتی در شرایط سخت –که ممکن است هرگز در طول عمر تعمیر و نگهداری هواپیما رخ ندهد- هواپیما امن و قابل اعتماد است».
کامپوزیت از چندین لایه پیوسته از فیبر کربن با یک رزین اپوکسی ساخته شده است. کامپوزیت در مقایسه با آلومینیوم نسبت مقاومت به وزن بالاتری دارد و در مقابل خوردگی نیز مقاوم است. اما کامپوزیت مشکلات فرسودگی متفاوتی دارد: بر خلاف فلز که تمایل دارد در طی زمان خم بشود یا کش بیاید، کامپوزیت تمایل به گسیختگی دارد.
اگرچه بوئینگ 787 ایمن محسوب می‌شود، GAO می‌گوید که رگولاتوری‌ها باید بر روی ارزیابی صدمات کامپوزیت در سرویس‌های تعمیر و نگهداری تمرکز کنند. فیلیپ ایروینگ، متخصص سازه‌های هوانوردی در دانشگاه کرنفیلد انگلستان می‌گوید: «رفتار درازمدت این مواد کامپوزیتی در حقیقت ناشناخته است. به راستی در طول حیات 30 ساله یک هواپیما، برای این سازه‌ها که اغلب به صورت یک قطعه واحد اجرا می‌شوند، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ تقریبا هیچ چیزی که معادل صدمه سازه‌های کامپوزیتی باشد منتشر نشده است، و به همین دلیل تحقیقات در این خصوص ضرورت دارد».
به گفته شرکت بوئینگ، بخشی از این تحقیقات توسط کمیته تعمیر کامپوزیت هواپیماهای تجاری انجام شده است: تلاشی گسترده از سوی تولیدکنندگان و رگولاتوری‌ها که شامل ایرباس (که در حال ساخت هواپیمای کامپوزیتی خودش موسوم به A350 است) نیز می‌شود. در عین حال، ایروینگ می‌گوید که پرسنل تعمیر و نگهداری باید یکی از مهم‌ترین ابزارهای قدرتمند خود را برای شناسایی صدمات در هواپیماهای کامپوزیتی به کار گیرند: چشمان‌شان. 
 53275