Зашто су вишеосичне тканине од угљенских влакана постале ново драгуље "економике ниске висине"?

Које нове захтеве развој економије ниске висине поставља материјалима?

За дронове и eVTOL-ове, лакоћа не значи само смањење тежине.

Смањење тежине авиона може смањити потрошњу енергије током лета, продужити трајање лета и повећати капацитет корисног оптерећења. Следећи, минимизирање конструктивне тежине, а истовремено обезбеђивање безбедности и крутости конструкције увек је био кључни изазов у пројектовању нисконаведених авиона.

У исто време, авиони на ниској висини морају да се носи и са сложеним условима оптерећења.

Фузелажа, руке, крила, виткови и спојне структуре подвргнути су различитим оптерећењима током лета, укључујући напетост, компресију, савијање, торзију и вибрације.

То значи да идеални конструктивни материјал не само да мора имати високу чврстоћу и крутост, већ и да треба да буде способан да се посебно дизајнира како би се прилагодио правцу снага које делују на различите делове конструкције.

То је управо предност вишеосијских тканина од угљенских влакана.

Шта је вишеосна тканина од угљенских влакана?

За разлику од уобичајених текова од угљенских влакана на 0°/90°, вишеосичне тканине не просто преплићу влакана.

То омогућава распоређивање угљенских влакана у различитим оријентацијама, као што су:

комбинације 0°, ±45° и 90°, између осталог.

Фибри у различитим оријентацијама носе оптерећења у различитим правцима, а трикотекована прења затим затварају појединачне слојеве влакана како би формирали јединствену целину.

Ова структура омогућава оријентацију влакана материјала да се боље усклади са стварним условима стреса које доживљава производ.

Једноставно речено:

где год је потребно да се сили издржи у одређеном правцу, више влакана може се распоредити у том правцу.

Ово такође чини да су вишеосичне плете угледне влакна посебно погодне за конструкције авиона и летећих возила на ниској висини, који имају високе захтеве за структуре и тежину.

Зашто је посебно погодан за дронове?

1. у вези са Многонасочно носење оптерећења за испуњавање сложених захтева за оптерећењем

Дрони нису подложени силама из једног само правца.

На пример, током лета, руке су истовремено изложене оптерећењима као што су савијање, торзија и вибрације.

Ако се користе само једносмерне влакна, тешко је прилагодити механичке захтеве у различитим правцима.

За разлику од тога, мулти-осијске структуре омогућавају рационалнији механички дизајн кроз комбинацију влакана оријентисаних под различитим угловима, као што су 0 °, ± 45 ° и 90 °.

Конкретно:

0° влакана пре свега носи дужинасто натезање и компресивно оптерећење;

± 45° влакана повећати отпорност конструкције на шкирање и торзионна оптерећења;

dok 90° влакана помоћи да се побољша бочна стабилност.

Комбиновањем влакана под различитим угловима може се постићи рационалнији конструктивни конструкциони дизајн који носи оптерећење.

2. Уколико је потребно. Извонредне предности у смањењу тежине

За авионе, чак и мало смањење конструктивне тежине може дати осепљиве предности у перформанси.

Угледно влакно по својој природи има високу специфичну чврстоћу и специфичну крутост, што нуди значајне предности у постизању структурне лакице.

Поред тога, вишеосичне плетење тканине омогућавају оријентацију влакана да се дизајнира у складу са карактеристикама оптерећења производа, чиме се смањује непотребно слојување материјала, а истовремено испуњавају захтеви за структурне перформансе.

Следећим, овај приступ није само питање "замена тежих материјала лакшим", већ метода постизања структурне лагираности кроз оптимизацију оријентације влакана.

Зашто вишесмерна тканина од плетења са варпом привлачи више пажње од традиционалних тканина?

Поред својих механичких својстава, вишеосни плетени тканини нуде још једну значајну предност: ефикасност постављања.

У традиционалним процесима производње композита, влакана оријентисана у различитим правцима често морају бити исечена и постављена одвојено, пре него што се спаљују у више слојева у складу са захтевима пројектовања.

Међутим, вишеосичне тканине од плетења дозвољавају да се влакна оријентисана у више правца унапред комбинују у један интегрисани материјал. То значи да се у одређеним конструкцијама може смањити број корака за постављање, чиме се побољшава ефикасност постављања материјала.

Ово је посебно важно за будућу масовну производњу нисконаведених авиона.

То је зато што, док дронови прелазе са "мале прилагођавања" на "масовну производњу", материјали не само да морају да испуне захтеве за перформансе, већ и да узимају у обзир:

ефикасност производње, коришћење материјала, стабилност процеса и трошкови производње.

Следећимен, вредност вишеосијских плетених тканина не лежи само у њиховој "материјалној перформанси", већ и у њиховој "производственој ефикасности".

Где се још могу користити тканине од угљенског влакана са вишеосновим плетом у будућности?

Како се нисконагитно економије наставља развијати, примена уколико је потребно, увод у производњу материјала од вишеоснових угљенских влакана није ограничен на појединачне компоненте.

Области на које треба да се гледа у будућности укључују:

1. у вези са Структуре трупа БНВ-а

Користи се у корпусима фузелаже, носачким структурама и другим компонентама како би се постигла смањење тежине и структурно појачање.

2. Уколико је потребно. Оружања за БЛА

Комбиновањем влакана оријентисаних у различитим правцима, повећава се отпорност на савијање и торзионна отпорност руку.

3. Уколико је потребно. Крила и конструкције крила

Оријентација влакана је дизајнирана у складу са карактеристикама оптерећења различитих подручја крила како би се постигла структурна оптимизација.

4. eVTOL фузелажа и унутрашње носачке конструкције

Удовољавање свеобухватним захтевима великих авиона за високу чврстоћу, лагу конструкцију и структурну стабилност.

5. Појам Ротори и друге композитне компоненте

Проектирање слојева влакана у складу са специфичним смерцима оптерећења како би се обезбедила материјална решења за сложене композитне структуре.

Веинуо: Добављање материјала од угљенских влакана за авионе на ниској висини

Као добављач композитних материјала од угљенских влакана, Вейиноа нуди низ производи uključujući плочице од угљенских влакана , једносмерне армиране тканине, препрег, вишеосичне тканине од трикотаже, панели од угљенских влакана и компоненте са ЦНЦ-овим обрадом, и поседује свеобухватне могућности обраде које се протежу од сировина до полуфабриката.

Посебно, производња вишеосијских трикотаже из угљенских влакана може да обезбеди материјална решења са различитим оријентацијама влакана и комбинацијама грамаже како би задовољила различите захтеве конструкције клијената.

Пред лице брзог развоја економије ниске висине, иновације материјала постају кључни покретач у олакшавању авиона.

У будућности, карбонске влакна вишеосичне плетење тканине могу постати један од кључних материјала који омогућавају више ниских авиона да "полетје у небо са лакшим оптерећењем".