Hoekom het veel-assige koolstofvesel-oorheenbreiweefsels die nuwe gunsteling van die ‘lae-hoogte-ekonomie’ geword?

Watter nuwe vereistes plaas die ontwikkeling van die lae-hoogte-ekonomie op materiale?

Vir dronkies en eVTOLs beteken 'ligtheid' nie net gewigvermindering nie.

Die vermindering van die gewig van ’n vliegtuig kan die energieverbruik tydens vlug verminder, die vlugduur verleng en die lasvermoë verhoog. Gevolglik het die minimalisering van strukturele gewig terwyl strukturele veiligheid en styfheid verseker word altyd ’n sleuteluitdaging in die ontwerp van laaghoogte-vliegtuie gevorm.

Terselfdertyd moet laaghoogte-vliegtuie ook met komplekse belastingstoestande werk.

Die romp, arms, vlerke, propellers en verbindingsstrukture word tydens vlug aan ’n verskeidenheid belastings onderwerp, insluitend trek-, druk-, buig-, torsie- en vibrasiebelastings.

Dit beteken dat die ideale strukturele materiaal nie net hoë sterkte en styfheid moet besit nie, maar ook spesifiek ontwerp kan word om die rigting van kragte wat op verskillende dele van die struktuur inwerk, te akkommodeer.

Dit is presies waar die voordele van veelassige koolstofvesel-waarpgeweefde weefsels lê.

Wat is ’n veelassige koolstofvesel-waarpgeweefde weefsel?

In teenstelling met algemene 0°/90° koolstofvesel-eenvoudige en skuinsweefsel, verstrengel multi-aksiale warpgebreide weefsels nie bloot die vesels nie.

Dit laat toe dat koolstofvesels in verskillende rigtings gelê word, soos byvoorbeeld:

kombinasies van 0°, ±45° en 90°, onder andere.

Vesels in verskillende rigtings dra belastings in verskillende rigtings, en die warpgebreide gare bring dan die individuele vesellae saam om ’n geïntegreerde geheel te vorm.

Hierdie struktuur maak dit moontlik vir die veselrigting van die materiaal om beter aan te pas by die werklike spanningstoestande wat deur die produk ondervind word.

Eenvoudig gestel:

waar ’n krag in ’n spesifieke rigting weerstaan moet word, kan meer vesels in daardie rigting gerangskik word.

Dit maak multi-aksiale warpgebreide koolstofveselweefsels ook besonder geskik vir die strukture van vliegtuie en laaghoogte-vliegtuie, wat hoë vereistes het ten opsigte van beide strukturele prestasie en gewig.

Hoekom is dit besonder geskik vir drons?

1. Multirigtingings lasdraendheid om komplekse lasvereistes te bevredig

Drone word nie net aan kragte vanaf een enkele rigting onderwerp nie.

Byvoorbeeld, tydens vlug word die arms gelyktydig aan lase soos buiging, draaiing en vibrasie onderwerp.

Indien slegs eenvoudige rigtingsveselopstellinge gebruik word, is dit moeilik om aan die meganiese vereistes in verskillende rigtings te voldoen.

In teenstelling daarmee stel multiasiale strukture 'n meer rasionele meganiese ontwerp moontlik deur die kombinasie van vesels wat in verskillende hoeke georiënteer is, soos 0°, ±45° en 90°.

Spesifiek:

0°-vesels dra hoofsaaklik longitudinale trek- en saamdruklaste;

±45°-vesels versterk die struktuur se weerstand teen skuif- en draailastes;

terwyl 90°-vesels help om laterale stabiliteit te verbeter.

Deur vesels by verskillende hoeke te kombineer, kan ’n meer rasionele strukturele lasdraende ontwerp bereik word.

2. Uitstaande voordele met betrekking tot gewigvermindering

Vir vliegtuie kan selfs ’n geringe vermindering in strukturele gewig waarneembare prestasievoordele lewer.

Koolstofvesel besit van nature hoë spesifieke sterkte en spesifieke styfheid, wat beduidende voordele bied vir die bereiking van strukturele ligtheid.

Verder laat multi-aksiale warpkantstowwe toe dat die veseloriëntasie volgens die produk se laskenmerke ontwerp word, wat onnodige materiaallaagvermenigvuldiging verminder terwyl strukturele prestasievereistes steeds bevredig word.

Gevolglik is hierdie benadering nie bloot ’n kwessie van ‘die vervanging van swaarder materiale met ligter ones’ nie, maar eerder ’n metode om strukturele ligtheid deur die optimalisering van veseloriëntasie te bereik.

Hoekom trek multi-rigting warpkantstof meer aandag as tradisionele stowwe?

Benewens hul meganiese eienskappe, bied veelassige warpkantstowwe ’n ander beduidende voordeel: effektiewe uitspanning.

In tradisionele saamgestelde vervaardigingsprosesse moet vesels wat in verskillende rigtings georiënteer is, dikwels afsonderlik gesny en uitgespan word voordat dit volgens ontwerpvereistes in verskeie lae gestapel word.

Veelassige warpkantstowwe laat egter toe dat vesels wat in verskeie rigtings georiënteer is, vooraf in ’n enkele, geïntegreerde materiaal gekombineer word. Dit beteken dat, in sekere strukture, die aantal uitspanningsstappe verminder kan word, wat sodoende die doeltreffendheid van materiaalplasing verbeter.

Dit is veral belangrik vir die toekomstige massaproduksie van laaghoogte-vliegtuie.

Dit is omdat, soos dronkies van ‘kleinskaalse aanpassing’ na ‘massaproduksie’ oorgaan, materiale nie net prestasievereistes moet bevredig nie, maar ook die volgende moet in ag neem:

vervaardigingseffektiwiteit, materiaalgebruik, prosesstabiliteit en vervaardigingskoste.

Gevolglik lê die waarde van veelassige warp-gebreide stowwe nie net in hul ‘materiaalprestasie’ nie, maar ook in hul ‘vervaardigingseffektiwiteit’.

Waar anders kan koolstofvesel veelassige warp-gebreide stowwe in die toekoms gebruik word?

Soos die lae-hoogte ekonomie voortgaan om te ontwikkel, die toepassing van veelassige koolstofveselmateriaal is nie beperk tot individuele komponente nie.

Gebiede om in die toekoms dop te hou, sluit die volgende in:

1. UAV-lugvaartliggame

Gebruik in lugvaartliggaam-skelle, dra-komponente en ander komponente om gewigvermindering en strukturele versterking te bereik.

2. UAV-arme

Deur vesels wat in verskillende rigtings georiënteer is, te kombineer, word die buig- en dryfweerstand van die arme verbeter.

3. Vlerke en vlerkstrukture

Die veseloriëntasie word ontwerp volgens die belastingeienskappe van verskillende areas van die vlerk om strukturele optimalisering te bereik.

4. eVTOL-romp en interne drastrukture

Voldoen aan die omvattende vereistes van groot vliegtuie vir hoë sterkte, liggewig-konstruksie en strukturele stabiliteit.

5. Rotors en ander saamgestelde komponente

Ontwerp van veselafleggings volgens spesifieke belastingsrigtings om materiaaloplossings vir komplekse saamgestelde strukture te verskaf.

Weinuo: Verskaf koolstofveselmateriaal vir laaghoogte-vliegtuie

As 'n verskaffer van koolstofveselsaamgesteldes bied Weinuo 'n reeks produkte insluitend koolstofvesel geweefde stowwe , eensinnige versterkingsweefsels, voorverwerktes (prepregs), veelassige warpkantweefsels, koolstofveselpanele en CNC-gemaakte komponente, en beskik oor omvattende verwerkingsvermoëns wat strek vanaf grondstowwe tot halfgevorderde produkte.

Veral, is die koolstofvesel-mevrige-as-voorwaartse-breiproduksielyn in staat om materiaaloplossings met verskillende veseloriëntasies en gramgewigkombinasies te verskaf om aan klante se uiteenlopende strukturele ontwerpvereistes te voldoen.

In die gesig van die vinnig-ontwikkelende lae-hoogte-ekonomie tree materiaalinovasie nou na vore as ’n sleuteldrywer vir die verligting van vliegtuie.

In die toekoms kan koolstofvesel-mevrige-as-voorwaartse-breistowwe moontlik een van die sleutelmateriaal wees wat meer lae-hoogte-vliegtuie in staat stel om ‘met ’n ligter las die lug in te gaan’.