Неге көп осьті көміртекті талшықтың құрама тоқымасы «төменгі биіктіктегі экономика» үшін жаңа сүйіктісі болды?

Tömen-biiktilik iqtisadiyatyning dамысуы materialdarғa қандай жаңа талаптар қояды?

Dronlar men eVTOL-дар үшін «жеңілдік» дегеніміз тек салмақты азайту емес.

Ұшақтың салмағын азайту ұшу кезіндегі энергия шығынын төмендетеді, ұшу уақытын ұзартады және жүктік көтергіштікті арттырады. Сондықтан төмен биіктіктегі ұшақтардың конструкциясын жобалағанда құрылымдық қауіпсіздікті және қаттылықты қамтамасыз ете отырып, конструкциялық салмақты минималді деңгейде ұстау әрқашан негізгі қиындық болып табылады.

Бір мезетте төмен биіктіктегі ұшақтар күрделі жүктеу жағдайларына да төтеп беруі керек.

Фюзеляж, иілер, қанаттар, қозғалтқыштар және қосылатын конструкциялар ұшу кезінде созылу, сығылу, иілу, бұралу және тербеліс сияқты әртүрлі жүктерге ұшырайды.

Бұл ойлаған идеалды құрылымдық материалдың тек жоғары беріктік пен қаттылыққа ие болуы ғана емес, сонымен қатар құрылымның әртүрлі бөліктеріне әсер ететін күштердің бағытына сәйкес нақты құрылымдық шешімдерді қолдануға қабілетті болуы керек екенін білдіреді.

Бұл көпосьлы көміртекті талшықтың бүркітпе тоқымасының артықшылықтары дәл осында жатыр.

Көпосьлы көміртекті талшықтың бүркітпе тоқымасы дегеніміз не?

Жалпы 0°/90° көміртекті талшықтың жай және шахматты тоқымаларынан айырмашылығы, көпосьлы бүркітпе тоқымалары талшықтарды қарапайым қиылыстырмайды.

Ол көміртекті талшықтарды әртүрлі бағыттарда орналастыруға мүмкіндік береді, мысалы:

0°, ±45° және 90° бағыттарының комбинациялары, соның ішінде басқалары да.

Әртүрлі бағыттағы талшықтар әртүрлі бағыттағы күштерді қабылдайды, ал бүркітпе жіптері әрбір талшық қабатын біріктіріп, біртұтас құрылым құрады.

Бұл құрылым материалдың талшық бағытын өнімнің нақты тәжірибеде ұшырайтын кернеу жағдайларымен жақсы сәйкестендіруге мүмкіндік береді.

Қарапайым түрде айтқанда:

қай бағытта болса да күштің қарсылығы қажет болған жағдайда, сол бағытта көбірек талшықтар орналастырылуы мүмкін.

Бұл сонымен қатар көпосьлық иілгіш трикотажды көміртекті талшықты маталарды әуе кемелері мен төменгі биіктікте ұшатын көліктердің құрылымдарына аса жарамды етеді, себебі олар құрылымдық сапа мен салмақ үшін жоғары талаптар қояды.

Неге ол дрондарға аса жарамды?

1. Күрделі жүктеме талаптарын қанағаттандыру үшін көпбағытты жүктеме көтеру

Дрондар тек бір бағыттан ғана күштерге ұшырамайды.

Мысалы, ұшу кезінде иілгіш қолдар бір мезгілде иілу, бұралу және тербеліс сияқты жүктемелерге ұшырайды.

Егер тек бірбағытты талшықтардың орналасуы қолданылса, әртүрлі бағыттардағы механикалық талаптарды қанағаттандыру қиын болады.

Керісінше, көпосьлық құрылымдар 0°, ±45° және 90° сияқты әртүрлі бұрыштарда орналасқан талшықтардың комбинациясы арқылы механикалық дизайнды тиімдірек етуге мүмкіндік береді.

Нақты айтқанда:

0° талшықтар негізінен бойлық созылу мен сығылу жүктемелерін көтереді;

±45° талшықтар құрылымның ығысу мен бұралу жүктемелеріне төзімділігін арттырады;

бірақ 90° талшықтар көлденең тұрақтылықты жақсартуға көмектеседі.

Әртүрлі бұрыштарда орналасқан талшықтарды біріктіру арқылы құрылымдық күштік жобалаудың тиімдірек нұсқасын құруға болады.

2. Салмақты азайту бойынша ерекше артықшылықтар

Ұшақтар үшін құрылымдық салмақтың тіпті аздап азайуы да нақты өнімділік артықшылықтарын береді.

Көміртегі талшығы өзіне тән жоғары меншікті беріктік пен меншікті қаттылыққа ие, сондықтан құрылымды жеңілдету мақсатында қолданғанда маңызды артықшылықтарға ие.

Сонымен қатар, көпосьлық бойлық трикотажды маталар өнімнің жүктеме сипаттамаларына сәйкес талшықтардың бағытын жобалауға мүмкіндік береді, ол құрылымдық өнімділік талаптарын қанағаттандыра отырып, артық талшық қабаттарын азайтады.

Сондықтан бұл тәсіл — «ауыр материалдарды жеңілдерімен ауыстыру» деген тек қарапайым ауыстырудан гөрі, талшықтардың бағытын оптимизациялау арқылы құрылымды жеңілдетудің әдісі болып табылады.

Неге көпбағытты варп-тоқыма мата дәстүрлі маталарға қарағанда көбірек назар аудартуда?

Олардың механикалық қасиеттерінен басқа, көпосьлы варп-тоқыма маталары тағы бір маңызды артықшылыққа ие: қабаттау тиімділігі.

Дәстүрлі композиттік өндіріс процестерінде әртүрлі бағыттарда орналасқан талшықтар жиі қажетті дизайн талаптарына сәйкес кесіліп, жеке-жеке қабатталып, кейіннен бірнеше қабат ретінде қабатталады.

Ал көпосьлы варп-тоқыма маталары әртүрлі бағыттарда орналасқан талшықтарды алдын ала біртұтас материалға біріктіруге мүмкіндік береді. Бұл белгілі бір құрылымдарда қабаттау операцияларының санын азайтуға, сондықтан материалды орналастыру тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Бұл төменгі биіктікте ұшатын әуе кемелерінің болашақта массалық өндірісі үшін ерекше маңызды.

Себебі дрондар ‘шамалы көлемдегі жекелендірілген жасау’ режимінен ‘массалық өндіріс’ режиміне ауысқан кезде, материалдар тек қана өнімділік талаптарын ғана қанағаттандыруы керек, сонымен қатар мыналарды ескеруі керек:

өндіріс тиімділігі, материалдарды пайдалану, үдеріс тұрақтылығы және өндіріс шығындары.

Сондықтан көпосьлық бойлық тоқылған мата құндылығы тек «материалдық сипаттамаларында» емес, сонымен қатар «өндіріс тиімділігінде» де жатыр.

Көпосьлық көміртекті талшықты тоқылған маталар болашақта қайда тағы қолданылуы мүмкін?

Төменгі биіктіктегі экономика әрі қарай дамып келе жатқанда, қолдану көпосьлық көміртекті талшықты материалдардың қолданылу аясы жеке компоненттермен шектелмейді.

Болашақта бақылауға лайықты аймақтар:

1. ЖеАЖ фюзеляж құрылымдары

Фюзеляждың сыртқы қабығында, күштік құрылымдарда және басқа компоненттерде салмақты азайту мен құрылымды нығайту мақсатында қолданылады.

2. ЖеАЖ иіндері

Әртүрлі бағытта орналасқан талшықтарды біріктіру арқылы иіндердің иілу мен бұралуға төзімділігі арттырылады.

3. Қанаттар және қанат құрылымдары

Талшықтардың бағыты қанаттың әртүрлі аймақтарындағы жүктеме сипаттамаларына сәйкес құрылымды оптималдау үшін құрылған.

4. eVTOL фюзеляжы және ішкі күштік құрылымдар

Үлкен ұшақтар үшін жоғары беріктік, жеңіл салмақтылық және құрылымдық тұрақтылық талаптарын қанағаттандыру.

5. Роторлар және басқа композитті компоненттер

Комплексті композитті құрылымдар үшін материалдық шешімдерді қамтамасыз ету үшін белгілі жүктеме бағыттарына сәйкес талшықтарды орналастыру дизайны.

Weinuo: Төменгі биіктіктегі ұшақтар үшін көміртекті талшықты материалдарды ұсыну

Көміртекті талшықты композиттердің тарапынан тұтынушы болып табылатын Weinuo әртүрлі өнімдер ішінде көміртекті талшық тоқылған мата бірбағытты нығайту мата, прегреп, көпосьлық бойлық тоқылған мата, көміртекті талшықты панельдер мен CNC-ті өңделген компоненттерді ұсынады және шикізаттан жартылай дайын өнімдерге дейін толық өңдеу қабілетіне ие.

Әсіресе, көпосьлы көлденең тоқылған көміртегі талшығы өндіріс сызығы әртүрлі талшық бағыттары мен граммаж комбинацияларын ұсына алады, олар клиенттердің әртүрлі конструкциялық дизайн талаптарын қанағаттандырады.

Тез дамып келе жатқан төменгі биіктіктегі экономикаға бейімделу үшін материалдардың жаңартылуы ұшақтарды жеңілдетудегі негізгі қозғаушы күш ретінде пайда болуда.

Болашақта көпосьлы көлденең тоқылған көміртегі талшығы мата төменгі биіктіктегі ұшақтардың «жеңіл жүктемемен аспанға көтерілуін» қамтамасыз ететін негізгі материалдардың бірі болуы мүмкін.