Uçak fren balatalarında karbon fiber boyut ve şeklinin tribolojik özelliklere etkisi

Abstract

Uçaklarda kullanılan en önemli güvenlik sistemlerinden biri fren sistemleridir. Uçak fren sistemlerinin sürtünme prosesindeki en önemli komponenti ise fren balatasıdır. Bu çalışmada karbon fren balatalarında, karbon fiber boyut ve şeklinin sürtünme performansına etkileri incelenmiştir. Yapılan deneysel işlemler için iki farklı grupta numuneler hazırlanmıştır. Birinci grupta farklı dokuma kalınlığına (ince dokuma ve kalın dokuma) göre üretilmiş olan düzenli örgü prepreg (önceden reçine emdirilmiş karbon) numuneler karşılaştırılmıştır. İkinci grupta ise farklı boyutlarda kesilen çeşitli karbon fiberler ile takviye edilmiş, epoksi matrisli numuneler karşılaştırılmıştır. Numuneler aşınma testi yapıldıktan sonra SEM analizinde incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda sicim kalınlığının ve fiber boyutunun aşınma katsayısını önemli oranda etkilediği anlaşılmıştır. Düzenli örgü yapısına sahip, dokuma metodu ile üretilmiş olan prepreg numunelerde sicim kalınlığının aşınma oranını arttırdığı görülmüştür. İkinci grupta yer alan, farklı boyutta kesilmiş fiberler ile takviye edilen epoksi matriksli karma numunelerde ise artan karbon fiber boyutunun sürtünme direncini düşürdüğü sonucuna varılmıştır.

One of the most important safety systems used in aircrafts is brake systems. The most important component of the friction process of the aircraft brake systems is the brake lining. In this study, the effects of carbon fiber size and shape on friction performance of carbon brake pads were investigated, for the experimental procedures, samples were prepared in two different groups, the first group, regular weave prepreg (pre-impregnated carbon) samples which were produced according to different weaving thicknesses (fine weaving and thick weaving). The second group was supplemented with various carbon fibers that are cut in comparable different sizes plus epoxy matrix samples; the samples were examined by SEM analysis after the wear test. As a result, it was understood that the thickness of the twine and the fiber size affected the wear coefficient significantly, moreover, it increased the wear rate in prepreg samples which are produced by the weaving method. The second group which is located on different sized cut fibers reinforced with epoxy matrix composite samples indicates that increasing the size of carbon fiber reduces the frictional resistance.