Composietmaterialen zijn ideale materialen geworden voor de productie van vliegtuigen op lage hoogte vanwege hun lichte gewicht, hoge sterkte, corrosiebestendigheid en plasticiteit. In dit tijdperk van economie op lage hoogte, waarin efficiëntie, batterijduur en milieubescherming centraal staan, heeft het gebruik van composietmaterialen niet alleen invloed op de prestaties en veiligheid van vliegtuigen, maar is het ook van cruciaal belang voor de ontwikkeling van de hele industrie.
Koolstofvezelcomposietmateriaal
Vanwege het lichte gewicht, de hoge sterkte, corrosiebestendigheid en andere eigenschappen is koolstofvezel een ideaal materiaal geworden voor de productie van vliegtuigen op lage hoogte. Het kan niet alleen het gewicht van vliegtuigen verminderen, maar ook de prestaties en economische voordelen verbeteren en een effectief alternatief vormen voor traditionele metalen materialen. Meer dan 90% van de composietmaterialen in skycars is koolstofvezel en de resterende ongeveer 10% is glasvezel. In eVTOL-vliegtuigen wordt koolstofvezel veel gebruikt in structurele componenten en aandrijfsystemen, goed voor ongeveer 75-80%, terwijl interne toepassingen zoals balken en stoelstructuren goed zijn voor 12-14% en batterijsystemen en avionica-apparatuur voor 8-12%.
Vezelglascomposietmateriaal
Met glasvezel versterkte kunststof (GFK) speelt een belangrijke rol bij de productie van laagvliegende vliegtuigen, zoals drones, vanwege de corrosiebestendigheid, bestendigheid tegen hoge en lage temperaturen, stralingsbestendigheid, brandvertraging en verouderingsbestendigheid. De toepassing van dit materiaal helpt het gewicht van het vliegtuig te verminderen, het laadvermogen te verhogen, energie te besparen en een mooi exterieurontwerp te realiseren. Daarom is GFK een van de belangrijkste materialen geworden in de economie op lage hoogte.
In het productieproces van laagvliegende vliegtuigen wordt glasvezeldoek veelvuldig gebruikt voor de vervaardiging van belangrijke structurele componenten zoals vliegtuigframes, vleugels en staarten. De lichtgewicht eigenschappen ervan zorgen voor een betere vliegefficiëntie van het vliegtuig en bieden een sterkere structurele stevigheid en stabiliteit.
Voor componenten die een uitstekende golfdoorlatendheid vereisen, zoals radomes en stroomlijnkappen, worden doorgaans glasvezelcomposietmaterialen gebruikt. Zo gebruiken de UAV's voor grote hoogte en lange afstanden en de RQ-4 "Global Hawk" UAV van de Amerikaanse luchtmacht koolstofvezelcomposietmaterialen voor de vleugels, staart, motorruimte en achterste romp, terwijl de radome en stroomlijnkap van glasvezelcomposietmaterialen zijn gemaakt om een heldere signaaloverdracht te garanderen.
Glasvezeldoek kan worden gebruikt voor de productie van vliegtuigkuipen en ramen, wat niet alleen het uiterlijk en de schoonheid van het vliegtuig verbetert, maar ook het comfort tijdens de vlucht vergroot. Op vergelijkbare wijze kan glasvezeldoek bij het ontwerpen van satellieten worden gebruikt voor de bouw van de buitenste oppervlaktestructuur van zonnepanelen en antennes, wat het uiterlijk en de functionele betrouwbaarheid van satellieten verbetert.
Aramidevezelcomposietmateriaal
Het aramidepapier honingraatkernmateriaal, ontworpen met de hexagonale structuur van een bionische natuurlijke honingraat, staat hoog aangeschreven vanwege zijn uitstekende specifieke sterkte, specifieke stijfheid en structurele stabiliteit. Bovendien heeft dit materiaal goede geluidsisolerende, warmte-isolerende en brandvertragende eigenschappen, en zijn de rookontwikkeling en de toxiciteit die vrijkomen bij verbranding zeer laag. Deze eigenschappen maken het geschikt voor hoogwaardige toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en hogesnelheidstransport.
Hoewel de kosten van aramidepapier met honingraatkern hoger liggen, wordt het vaak gekozen als een belangrijk lichtgewicht materiaal voor geavanceerde apparatuur, zoals vliegtuigen, raketten en satellieten, met name bij de productie van structurele componenten die breedbandige golfdoorlatendheid en hoge stijfheid vereisen.
Lichtgewicht voordelen
Aramidepapier is een belangrijk materiaal voor de rompstructuur en speelt een belangrijke rol in grote, zuinige vliegtuigen op lage hoogte, zoals eVTOL, met name als honingraatlaag van koolstofvezel.
Op het gebied van onbemande luchtvaartuigen wordt ook veelvuldig gebruikgemaakt van Nomex-honingraatmateriaal (aramidepapier). Het wordt gebruikt voor de romp, de vleugelhuid, de voorrand en andere onderdelen.
Andersandwich composietmaterialen
Vliegtuigen die op lage hoogte vliegen, zoals onbemande luchtvaartuigen, maken naast versterkte materialen als koolstofvezel, glasvezel en aramidevezel in het productieproces ook veelvuldig gebruik van sandwichconstructiematerialen als honingraat, folie, schuimplastic en schuimlijm.
Bij de keuze van sandwichmaterialen worden vaak honingraatsandwiches (zoals papieren honingraat, Nomex honingraat, enz.), houten sandwiches (zoals berkenhout, paulownia, den, linde, enz.) en schuimsandwiches (zoals polyurethaan, polyvinylchloride, piepschuim, enz.) gebruikt.
De schuimsandwichstructuur wordt veelvuldig gebruikt in de constructie van UAV's vanwege de waterdichte en drijvende eigenschappen ervan en de technologische voordelen van het kunnen opvullen van de holtes in de interne structuur van de vleugel en staartvleugel als geheel.
Bij het ontwerpen van UAV's met lage snelheid worden honingraat-sandwichstructuren meestal gebruikt voor onderdelen met lage sterktevereisten, regelmatige vormen, grote gebogen oppervlakken en eenvoudig te lay-outen, zoals stabiliserende oppervlakken van de voorvleugel, verticale stabiliserende oppervlakken van de staart, stabiliserende oppervlakken van de vleugel, enz. Voor onderdelen met complexe vormen en kleine gebogen oppervlakken, zoals lift-, roer-, rolroer-, enz. oppervlakken, hebben schuimsandwichstructuren de voorkeur. Voor sandwichstructuren die een hogere sterkte vereisen, kunnen houten sandwichstructuren worden geselecteerd. Voor die onderdelen die zowel een hoge sterkte als een hoge stijfheid vereisen, zoals romphuid, T-balk, L-balk, enz., wordt meestal de laminaatstructuur gebruikt. De productie van deze componenten vereist voorvormen en volgens de vereiste in-plane stijfheid, buigsterkte, torsiestijfheid en sterktevereisten, selecteer de juiste versterkte vezel, matrixmateriaal, vezelgehalte en laminaat en ontwerp verschillende leghoeken, lagen en laagvolgorde en hard uit door verschillende verwarmingstemperaturen en drukverhogingsdrukken.
Plaatsingstijd: 22-11-2024
