항공기에 쓰이는 비금속 재료 알아보기

목차

• 열가소성, 열경화성의 구분
• 각종 고무제품
• 복합소재 일반

열가소성, 열경화성의 구분

항공기에는 금속뿐 아니라 여러종류의 비금속 재료도 사용됩니다. 대표적으로 플라스틱으로 불리는 합성수지가 있습니다. 이 합성수지를 구분할 때에는 크게 열가소성과 열경화성으로 구분합니다. 왜 이렇게 여러 재료가 사용되고, 구분도 많냐? 라는 질문에 답을 미리 드리자면, 항공기는 거대하며 복잡한 시스템을 갖추고 있고 그에 따라 각 부품이 노출되는 환경또한 매우 다양하기 때문에, 그 다양한 환경에 맞는 재료들을 사용하기 때문에 그렇다고 답을 드릴 수 있겠습니다.

우선 이번 포스팅에서는 대표 비금속 재료를 알아보고 일반적인 사항에 대해 알아보도록 하겠습니다. 우선 열가소성이란 가열하면 연해지고 냉각되면 딱딱해지는 재료입니다. 이를 이용해 유연해질때까지 가열하여 원하는 모양으로 만들고, 냉각시켜 그 형태를 유지할 수 있다는 장점이 있습니다. 여기에는 pvc,아크릴 등이 포함되며 항공기에서는 객실 내장재, 윈드실드 부분에 사용됩니다. 열경화성 재료는 열을 가하더라도 연해지지 않고 경화되는 재료입니다. 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시가 대표적이며 매우 종류가 다양하고 다른 소재들과 조화를 이루기때문에 널리 사용되고 있으며, 경화되는 특성때문에 접착제로도 사용됩니다.

각종 고무제품

또한 항공기에는 고무로 된 재료들도 사용됩니다. 보통 먼지, 습기, 공기가 들어오는 곳을 차단하는 데에 사용하며 액체, 가스 혹은 공기의 누출을 막기위해 사용합니다. 추가로 고무의 특성을 이용해 진동을 흡수하고 잡음을 잡기위해서도 고무제품을 사용합니다. 고무제품에도 다양한 종류가 있습니다. 천연고무, 합성고무로 나뉘며 천연고무는 가공성이 좋으며 신축, 탄성을 갖고 있기 때문에 널리 사용됩니다. 하지만 쉽게 변질되며 외부환경에 대한 저항성이 부족하기 때문에 항공기에는 제한적으로 사용되고 있습니다.

반면에 합성고무는 고무에 여러 재료를 합성하는 방식으로 원하는 성질을 부여할 수 있기 때문에, 항공용으로 적합합니다.

부틸이라는 합성고무의 경우 가스 침투를 방지하는데 효과적이라 유압유, 실리콘 유체 등의 구역에 사용됩니다.

대표적인 합성고무로는 네오프렌이 있습니다. 이는 천연고무보다 물리적 특성이 뛰어나며, 저온에서도 우수하며, 오존, 햇빛에 대한 특별 저항성을 갖고 있기 때문에 항공기 고무제품으로 최적입니다. 특히 오일에 저항성이 뛰어나기 때문에 오일 계통의 누설을 막는 실, 창문틀, 오일호스등의 재료로 널리 사용되고 있습니다.

복합소재 일반

항공기가 크고 복잡해짐에 따라 구성하는 제품들 또한 많은 변화가 있었습니다. 그 변화를 가능하게 한 이유 중 하나는 다양한 복합소재의 개발일 것입니다. 복합소재는 두 종류 이상의 물질을 인위적으로 결합해, 원래 성질보다 더욱 뛰어난 성질의 물질로 만든 것입니다. 복합소재는 보강재와 모체로 구성되어 있으며, 보강재는 하중을 담당하고 이들을 모체가 결합시켜 하나로 완성합니다.복합재료는 중량에 비해 강도비가 높고 다른 재료에 비해 수명, 내식성, 인장강도 및 유연성이 크다는 장점이 있습니다. 이는 고온 및 부식위험에 노출된 항공기 재료에 적합하기 때문에 널리 사용되고 있습니다. 하지만 비용이 비싸며 복합재료의 결함을 검사할 방법이 아직 부족하다는 단점이 있기 때문에, 계속해서 연구하며 개선해 나가야할 재료임이 분명합니다. 현재까지는 복합재료로 이루어진 부분을 두드려서 소리를 검사하는 탭검사를 주로 실시하고 있습니다.또한 몇 가지의 제품들이 섞인 화합물이기 때문에 인체에 해로운 영향을 끼칠 수 있습니다. 특히 정비사들이 그 영향을 받을 가능성이 크므로, 복합재료를 취급할 때에는 마스크, 보안경등의 보호장비를 필수적으로 구비해야 합니다.