Kompozitni materijali postali su idealni materijali za proizvodnju zrakoplova na malim visinama zbog svoje male težine, visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i plastičnosti. U ovom dobu gospodarstva na malim visinama koje teži učinkovitosti, vijeku trajanja baterije i zaštiti okoliša, upotreba kompozitnih materijala ne utječe samo na performanse i sigurnost zrakoplova, već je i ključna za promicanje razvoja cijele industrije.
Karbonska vlaknakompozitni materijal
Zbog svoje male težine, visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i drugih karakteristika, karbonska vlakna postala su idealan materijal za izradu zrakoplova na malim visinama. Ne samo da mogu smanjiti težinu zrakoplova, već i poboljšati performanse i ekonomske koristi te postati učinkovita zamjena za tradicionalne metalne materijale. Više od 90% kompozitnih materijala u skycarima su karbonska vlakna, a preostalih oko 10% su staklena vlakna. U eVTOL zrakoplovima, karbonska vlakna se široko koriste u strukturnim komponentama i pogonskim sustavima, čineći oko 75-80%, dok unutarnje primjene poput greda i konstrukcija sjedala čine 12-14%, a baterijski sustavi i avionska oprema čine 8-12%.
Vlaknostakleni kompozitni materijal
Plastika ojačana staklenim vlaknima (GFRP), sa svojom otpornošću na koroziju, otpornost na visoke i niske temperature, otpornost na zračenje, usporavanje plamena i svojstva protiv starenja, igra važnu ulogu u proizvodnji zrakoplova na malim visinama poput dronova. Primjena ovog materijala pomaže u smanjenju težine zrakoplova, povećanju korisnog tereta, uštedi energije i postizanju lijepog vanjskog dizajna. Stoga je GFRP postao jedan od ključnih materijala u gospodarstvu na malim visinama.
U proizvodnom procesu zrakoplova za male visine, tkanina od stakloplastike se široko koristi u izradi ključnih strukturnih komponenti kao što su trupovi, krila i repovi. Njene lagane karakteristike pomažu u poboljšanju učinkovitosti krstarenja zrakoplova i pružaju jaču strukturnu čvrstoću i stabilnost.
Za komponente koje zahtijevaju izvrsnu propusnost valova, poput radoma i oplata, obično se koriste kompozitni materijali od stakloplastike. Na primjer, bespilotna letjelica dugog dometa za velike visine i bespilotna letjelica RQ-4 "Global Hawk" američkih zračnih snaga koriste kompozitne materijale od karbonskih vlakana za svoja krila, rep, motorni prostor i stražnji dio trupa, dok su radom i oplata izrađeni od kompozitnih materijala od stakloplastike kako bi se osigurao jasan prijenos signala.
Tkanina od stakloplastike može se koristiti za izradu oklopa i prozora zrakoplova, što ne samo da poboljšava izgled i ljepotu zrakoplova, već i povećava udobnost leta. Slično tome, u dizajnu satelita, tkanina od stakloplastike može se koristiti i za izgradnju vanjske površinske strukture solarnih panela i antena, čime se poboljšava izgled i funkcionalna pouzdanost satelita.
Aramidna vlaknakompozitni materijal
Jezgra od aramidnog papira u obliku saća dizajnirana sa heksagonalnom strukturom bioničkog prirodnog saća visoko je cijenjena zbog svoje izvrsne specifične čvrstoće, specifične krutosti i strukturne stabilnosti. Osim toga, ovaj materijal također ima dobra svojstva zvučne izolacije, toplinske izolacije i usporavanja plamena, a dim i toksičnost nastali tijekom izgaranja vrlo su niski. Ove karakteristike čine ga mjestom u vrhunskim primjenama zrakoplovstva i brzih prijevoznih sredstava.
Iako je cijena materijala za jezgru od aramidnog papira u obliku saća veća, često se odabire kao ključni lagani materijal za vrhunsku opremu poput zrakoplova, raketa i satelita, posebno u proizvodnji strukturnih komponenti koje zahtijevaju propusnost širokopojasnih valova i visoku krutost.
Prednosti lagane odjeće
Kao ključni materijal za konstrukciju trupa, aramidni papir igra vitalnu ulogu u glavnim ekonomičnim zrakoplovima za niske visine poput eVTOL-a, posebno kao sendvič sloj od karbonskih vlakana u obliku saća.
U području bespilotnih letjelica, Nomex saćasti materijal (aramidni papir) također se široko koristi, koristi se u trupu, oplati krila i napadnom rubu te drugim dijelovima.
Ostalosendvič kompozitni materijali
Zrakoplovi na malim visinama, poput bespilotnih letjelica, osim što u proizvodnom procesu koriste ojačane materijale poput karbonskih vlakana, staklenih vlakana i aramidnih vlakana, široko se koriste i sendvič strukturni materijali poput saća, filma, pjenaste plastike i pjenastog ljepila.
Pri odabiru materijala za sendviče, najčešće se koriste saćasti sendvič (kao što su papirnato saće, Nomex saće itd.), drveni sendvič (kao što su breza, paulovnija, bor, lipa itd.) i pjenasti sendvič (kao što su poliuretan, polivinilklorid, polistirenska pjena itd.).
Struktura pjenastog sendviča široko se koristi u konstrukciji trupa bespilotnih letjelica zbog svojih vodootpornih i plutajućih karakteristika te tehnoloških prednosti mogućnosti ispunjavanja šupljina unutarnje strukture krila i repnog krila u cjelini.
Pri projektiranju bespilotnih letjelica male brzine, saćaste sendvič strukture obično se koriste za dijelove s niskim zahtjevima za čvrstoću, pravilnim oblicima, velikim zakrivljenim površinama i jednostavnim za postavljanje, kao što su površine za stabilizaciju prednjeg krila, površine za stabilizaciju vertikalnog repa, površine za stabilizaciju krila itd. Za dijelove složenih oblika i malih zakrivljenih površina, kao što su površine elevatora, površine kormila, površine kormila krilca itd., preferiraju se pjenaste sendvič strukture. Za sendvič strukture koje zahtijevaju veću čvrstoću, mogu se odabrati drvene sendvič strukture. Za dijelove koji zahtijevaju i visoku čvrstoću i visoku krutost, kao što su oplata trupa, T-greda, L-greda itd., obično se koristi laminatna struktura. Proizvodnja ovih komponenti zahtijeva prethodno oblikovanje, a prema potrebnoj krutosti u ravnini, čvrstoći na savijanje, torzijskoj krutosti i zahtjevima za čvrstoću, odaberite odgovarajuća ojačana vlakna, materijal matrice, sadržaj vlakana i laminat te dizajnirajte različite kutove polaganja, slojeve i redoslijed slojeva te se stvrdnjavajte kroz različite temperature zagrijavanja i tlakove pod tlakom.
Vrijeme objave: 22. studenog 2024.
