Supraskite kompozicines medžiagas, naudojamas mažo aukščio orlaiviuose

Dėl lengvo svorio, didelio stiprumo, atsparumo korozijai ir plastiškumo kompozicinės medžiagos tapo idealiomis medžiagomis mažo aukščio orlaivių gamybai. Šioje mažo aukščio ekonomikos eroje, kurioje siekiama efektyvumo, akumuliatoriaus veikimo laiko ir aplinkos apsaugos, kompozicinių medžiagų naudojimas ne tik turi įtakos orlaivių našumui ir saugai, bet ir yra raktas į visos pramonės plėtrą.

Anglies pluoštaskompozicinė medžiaga
Dėl savo lengvumo, didelio stiprumo, atsparumo korozijai ir kitų savybių anglies pluoštas tapo idealia medžiaga mažo aukščio orlaiviams gaminti. Jis gali ne tik sumažinti orlaivio svorį, bet ir pagerinti našumą bei ekonominę naudą ir tapti veiksmingu tradicinių metalinių medžiagų pakaitalu. Daugiau nei 90 % dangoraižių kompozicinių medžiagų yra anglies pluoštas, o likę apie 10 % – stiklo pluoštas. eVTOL orlaiviuose anglies pluoštas plačiai naudojamas konstrukciniuose komponentuose ir varymo sistemose – apie 75–80 %, o vidinės paskirties, tokios kaip sijos ir sėdynių konstrukcijos, sudaro 12–14 %, o akumuliatorių sistemos ir avionikos įranga – 8–12 %.

Pluoštasstiklo kompozicinė medžiaga
Stiklo pluoštu armuotas plastikas (GFRP), pasižymintis atsparumu korozijai, atsparumu aukštai ir žemai temperatūrai, atsparumu spinduliuotei, antipirenu ir senėjimą stabdančiomis savybėmis, vaidina svarbų vaidmenį gaminant mažo aukščio orlaivius, tokius kaip dronai. Šios medžiagos panaudojimas padeda sumažinti orlaivio svorį, padidinti naudingąją apkrovą, taupyti energiją ir pasiekti gražų išorinį dizainą. Todėl GFRP tapo viena iš pagrindinių medžiagų mažo aukščio ekonomikoje.
Mažo aukščio orlaivių gamybos procese stiklo pluošto audinys plačiai naudojamas gaminant pagrindinius konstrukcinius komponentus, tokius kaip korpusai, sparnai ir uodegos. Dėl lengvų savybių jis padeda pagerinti orlaivio skrydžio efektyvumą ir užtikrina didesnį konstrukcijos stiprumą bei stabilumą.
Komponentams, kuriems reikalingas puikus bangų pralaidumas, pavyzdžiui, radarams ir gaubtams, dažniausiai naudojamos stiklo pluošto kompozicinės medžiagos. Pavyzdžiui, didelio aukščio tolimojo nuotolio bepilotis orlaivis ir JAV oro pajėgų bepilotis orlaivis RQ-4 „Global Hawk“ sparnams, uodegai, variklio skyriui ir galiniam fiuzeliažui naudoja anglies pluošto kompozicines medžiagas, o radaras ir gaubtas pagaminti iš stiklo pluošto kompozicinių medžiagų, kad būtų užtikrintas aiškus signalo perdavimas.
Stiklo pluošto audinys gali būti naudojamas orlaivių gaubtams ir langams gaminti, o tai ne tik pagerina orlaivio išvaizdą ir grožį, bet ir padidina važiavimo komfortą. Panašiai, palydovų projektavime, stiklo pluošto audinys taip pat gali būti naudojamas saulės baterijų ir antenų išorinio paviršiaus konstrukcijai sukurti, taip pagerinant palydovų išvaizdą ir funkcinį patikimumą.

Aramidinis pluoštaskompozicinė medžiaga
Aramidinio popieriaus korio šerdies medžiaga, sukurta su šešiakampe bioninio natūralaus korio struktūra, yra labai vertinama dėl savo puikaus savitojo stiprumo, savitojo standumo ir struktūrinio stabilumo. Be to, ši medžiaga taip pat pasižymi gera garso izoliacija, šilumos izoliacija ir antipireninėmis savybėmis, o degimo metu susidarantys dūmai ir toksiškumas yra labai maži. Dėl šių savybių ji užima vietą aukščiausios klasės aviacijos ir kosmoso bei greitųjų transporto priemonių srityse.
Nors aramidinio popieriaus korio šerdies medžiagos kaina yra didesnė, ji dažnai pasirenkama kaip pagrindinė lengva medžiaga aukščiausios klasės įrangai, tokiai kaip orlaiviai, raketos ir palydovai, ypač gaminant konstrukcinius komponentus, kuriems reikalingas plačiajuosčio bangų pralaidumas ir didelis standumas.
Lengvi privalumai　　
Aramidinis popierius, kaip pagrindinė fiuzeliažo konstrukcijos medžiaga, atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį dideliuose mažo aukščio ekonomiškuose orlaiviuose, tokiuose kaip eVTOL, ypač kaip anglies pluošto korio sumuštinio sluoksnis.
Bepiločių orlaivių srityje taip pat plačiai naudojama „Nomex“ korio medžiaga (aramidinis popierius), ji naudojama fiuzeliažo apvalkale, sparno apdangoje ir priekiniame krašte bei kitose dalyse.

Kitasumuštinių kompozicinės medžiagos
Mažo aukščio orlaiviuose, tokiuose kaip nepilotuojami orlaiviai, gamybos procese, be sustiprintų medžiagų, tokių kaip anglies pluoštas, stiklo pluoštas ir aramidinis pluoštas, taip pat plačiai naudojamos sumuštinių konstrukcinės medžiagos, tokios kaip korys, plėvelė, putplastis ir putplasčio klijai.
Renkantis sumuštinių medžiagas, dažniausiai naudojami korio sumuštiniai (pvz., popieriniai koriai, Nomex koriai ir kt.), mediniai sumuštiniai (pvz., beržo, paulovnijos, pušies, liepų ir kt.) ir putplasčio sumuštiniai (pvz., poliuretano, polivinilchlorido, polistireninio putplasčio ir kt.).
Putplasčio sumuštinio struktūra buvo plačiai naudojama bepiločių orlaivių korpusų konstrukcijoje dėl savo atsparumo vandeniui ir plūduriavimo savybių bei technologinių pranašumų, nes ji gali užpildyti sparno ir uodegos sparno vidinės konstrukcijos ertmes.
Projektuojant mažo greičio bepiločius orlaivius (UAV), korio sumuštinio konstrukcijos paprastai naudojamos detalėms, kurioms keliami maži stiprumo reikalavimai, kurios yra taisyklingos formos, turi didelius išlenktus paviršius ir yra lengvai išdėstomos, pavyzdžiui, priekinio sparno stabilizavimo paviršiai, vertikalios uodegos stabilizavimo paviršiai, sparno stabilizavimo paviršiai ir kt. Sudėtingų formų ir mažų išlenktų paviršių detalėms, tokioms kaip aukščio vairo, vairo, elerono vairo paviršiai ir kt., pirmenybė teikiama putplasčio sumuštinio konstrukcijoms. Didesnio stiprumo reikalaujančioms sumuštinio konstrukcijoms galima rinktis medines sumuštinio konstrukcijas. Toms detalėms, kurioms reikalingas ir didelis stiprumas, ir didelis standumas, pavyzdžiui, fiuzeliažo apvalkalui, T formos sijai, L formos sijai ir kt., paprastai naudojama laminato konstrukcija. Šių komponentų gamybai reikalingas išankstinis formavimas, o atsižvelgiant į reikiamą plokštuminį standumą, lenkimo stiprumą, sukimo standumą ir stiprumo reikalavimus, pasirenkamas tinkamas armuotas pluoštas, matricos medžiaga, pluošto kiekis ir laminatas, suprojektuojami skirtingi klojimo kampai, sluoksniai ir sluoksnių seka, o kietinimas atliekamas esant skirtingoms kaitinimo temperatūroms ir slėgio slėgiams.