ساندویچ پانل های لانه زنبوری

سازه های ساندویچ پانل های لانه زنبوری به گونه ای طراحی شده اند که از نسبت سختی و جرم بالایی برخوردار باشند . ورق های محکم و مستحکم ، بارهای خمشی را تحمل می کنند ، در حالی که هسته در برابر بارهای برشی مقاومت می کند .

ساندویچ پانل های لانه زنبوری به طور معمول از آلومینیوم یا فیبر کربن با رزین اپوکسی ساخته می شوند .

ماده اصلی ساندویچ پانل های لانه زنبوری معمولاً برای کاربردهای هوا فضا از جنس آلومینیوم استفاده می شود . سایر مواد اصلی شامل ورق های الیاف aramid Nomex یا Kevlar paramamid اشباع شده با رزین فنلی هستند . علاوه بر این ، فوم های بسته سلول مانند Rohacell در برخی از طرح های ساندویچ پانل جایگزین طرح های لانه زنبوری می شوند .

تابلوهای ساخته شده از ورق های روکش شده به هسته لانه زنبوری در طراحی بدنه هواپیما مدرن استفاده می شوند . خواص مکانیکی این پانل ها نسبت به سایر مصالح ساختمانی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، از نظر وزن نسبتاً سبک هستند .

نسبت مقاومت به وزن پانل های کامپوزیت لانه زنبوری در مقایسه با پانل های آلومینیومی سفت شده دنده ای که در نسل های قبلی هواپیماها استفاده شده اند ، زیاد است . با این وجود ، استحکام بالا و وزن کم می تواند منجر به انتشار موج مافوق صوت در فرکانس های نسبتاً کم شود ، که بر عملکرد آکوستیک در این فرکانس ها تأثیر منفی می گذارد .

عملکرد ضعیف آکوستیک این نوع سازه ها می تواند سطح سر و صدای کابین را که مسافران و خدمه در معرض آن قرار می گیرند ، افزایش دهد .

سازه های ساندویچ پانل های لانه زنبوری در طیف گسترده ای از ساختارهای مهم در هوا و فضا استفاده می شوند .

این موارد شامل تخفیف بار (کفن) برای وسایل نقلیه ، آداپتورهای لازم برای نصب بارهای ماهواره ای ، پنل های خورشیدی ، آنتن ها و سکوهای می باشند .

از سال ۱۹۶۴ ، چندین مورد مشکوک در ساختارهای لانه زنبوری دیده شده است . این مورد ها به عدم تهویه در ساخت طراحی پانل نسبت داده شده است . از طرف دیگر براساس اطلاعات موجود ، این نوع پنل هرگز در هنگام پرواز دچار مشکل نشده اند .

ساندویچ پانل های لانه زنبوری که تهویه نمی شوند ، حاوی هوا هستند که باعث ایجاد افت فشار در هنگام پرتاب می شوند . اگر گرمایش نیز درگیر باشد ، فشار داخلی بیشتر می شود . در هر صورت ، هر سلول بدون لانه زنبوری کشف نشده به عنوان یک رگ فشار کوچک عمل می کند و بر پیوند های پوستی به هسته فشار وارد می کند . اگر این استرس ها به اندازه کافی زیاد باشند ، نارسایی پانل (به عنوان مثال ، برآمدگی پوست به هسته) رخ می دهد . نقص خاصی که در حین ساخت تابلو ایجاد شده است باعث می شود که شکست و خرابی بیشتر شود .

ساندویچ پانل های لانه زنبوری ، پانل های فوق العاده قوی و سبک هستند که از دو جزء ساخته شده اند ، ورق های صورت یا پوسته و هسته های لانه زنبوری پر کننده . پوسته ها در قسمت بالا و پایین صفحه ساندویچ لانه زنبوری قرار دارند . آن ها اعضای اصلی تحمل بار برای نیروهای غشایی یا درون هواپیما و لحظه ها هستند . از طرف دیگر هسته ساندویچ لانه زنبوری عمدتا برای جدا کردن پوسته استفاده می شود و همچنین مجبور است نیروهای برشی بصورت هواپیما یا عرضی را از یک پوست به پوست دیگر منتقل کند ، بدون اینکه خرد شوند . به این عمل خرابی برشی هسته گفته می شود . هسته در بیشتر کاربرد ساختاری هواپیما با ساختار سلول لانه زنبوری متخلخل است ( یکی از قویترین طبیعت تاکنون ساخته شده است ) . بنابراین نسبت ضخامت وزن به فشار به حداقل می رسد و در عین حال چند صفحه بسیار زیبا را به ما می دهد که می تواند بار زیادی را تحمل کند .

بسیاری از صنایع از ساندویچ پانل های لانه زنبوری در اشکال مختلف و اندازه ها و پیکربندی مواد (هم فلزی و هم غیر فلزی) استفاده می کنند . صنایعی از قبیل کاربرد تجاری ، کاربردی نظامی ، صنایع دستی روتور ، برخی از قایق ها رده بالا ، قایق بادبانی ، حتی برنامه کاربردی پیشرفته خودرو از این پنل ها استفاده می کنند .

هدف این است که وزن و قدرت و سختی را به حداکثر برسانیم . این پانل ها از نظر مقاومت در برابر آتش عالی ، مطابق با مقررات FAA ، برای مهار آتش سوزی در هواپیما بسیار مهم هستند .

مواد مورد استفاده در ساندویچ پانل های لانه زنبوری :

اتصالات :

قسمت های جلویی ساندویچ  پانل های لانه زنبوری از مواد مختلفی ساخته شده اند . برای پنل های غیر فلزی ، سفتی و وزن کم ، متداول ترین ماده رو به کار رفته پارچه یا پارچه فایبرگلاس بافته شده است . به طور معمول توسط تولید کنندگان تابلو به صورت “prereg” تهیه می شود .

سایر مواد روکش شامل آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ یا ۷۰۷۵ ورق (ساندویچ لانه زنبوری فلزی) ، پیش الیاف کربن و غیره است .

ضخامت : هر یک از گل های ساخته شده از فایبرگلاس به طور معمول با یک چسب ساختاری از یک طرف همراه است . تمام ریزه کاری اسمی به طور کلی در حدود ۰٫۰۱ است . “متداول ترین ساندویچ پانل های لانه زنبوری غیر فلزی از دو تخته استفاده می کنند . بنابراین ، کل ضخامت اسمی روبرو در هر طرف از پانل در حدود ۰٫۰۲ است”

هسته لانه زنبوری :

هسته اصلی ساندویچ پانل لانه زنبوری دلیل اصلی استحکام بالای آن ها نسبت وزن است و همچنین از مواد مختلفی تولید می شود . رایج ترین کاربرد  داخلی هسته الیاف کاغذ آرامی ‘nomex’ است .

این هسته همچنین از سایر مواد سبک وزن مانند Kevlar ، فایبرگلاس ، الیاف کربن و غیره ساخته شده است .

ضخامت : متداول ترین ضخامت پنل مورد استفاده در این نوع پانل داخلی کابین ۰٫۵ “اسمی است . بنابراین ، از آنجا که کل ضخامت در هر دو طرف ۰٫۰۴” است ، ضخامت اسمی اصلی ۰٫۴۶ است “