Os materiais compostos convertéronse en materiais ideais para a fabricación de aeronaves de baixa altitude debido á súa lixeireza, alta resistencia, resistencia á corrosión e plasticidade. Nesta era de economía de baixa altitude que persegue a eficiencia, a duración da batería e a protección ambiental, o uso de materiais compostos non só afecta ao rendemento e á seguridade das aeronaves, senón que tamén é a clave para promover o desenvolvemento de toda a industria.
fibra de carbonomaterial composto
Debido á súa lixeireza, alta resistencia, resistencia á corrosión e outras características, a fibra de carbono converteuse nun material ideal para a fabricación de aeronaves de baixa altitude. Non só pode reducir o peso das aeronaves, senón que tamén mellora o rendemento e os beneficios económicos, e converterse nun substituto eficaz dos materiais metálicos tradicionais. Máis do 90 % dos materiais compostos dos coches voadores son fibra de carbono e o 10 % restante, aproximadamente, fibra de vidro. Nos avións eVTOL, a fibra de carbono úsase amplamente en compoñentes estruturais e sistemas de propulsión, representando arredor do 75-80 %, mentres que as aplicacións internas, como vigas e estruturas de asentos, representan o 12-14 %, e os sistemas de baterías e os equipos de aviónica representan o 8-12 %.
Fibramaterial composto de vidro
O plástico reforzado con fibra de vidro (GFRP), coa súa resistencia á corrosión, resistencia a altas e baixas temperaturas, resistencia á radiación, características ignífugas e antienvellecemento, xoga un papel importante na fabricación de aeronaves de baixa altitude como os drons. A aplicación deste material axuda a reducir o peso da aeronave, aumentar a carga útil, aforrar enerxía e conseguir un fermoso deseño exterior. Polo tanto, o GFRP converteuse nun dos materiais clave na economía de baixa altitude.
No proceso de produción de aeronaves de baixa altitude, o tecido de fibra de vidro úsase amplamente na fabricación de compoñentes estruturais clave, como fuselaxes, ás e colas. As súas características de lixeireza axudan a mellorar a eficiencia de cruceiro da aeronave e proporcionan unha maior resistencia e estabilidade estrutural.
Para os compoñentes que requiren unha excelente permeabilidade ás ondas, como os radomos e os carenados, adoitan empregarse materiais compostos de fibra de vidro. Por exemplo, o UAV de longo alcance e gran altitude e o UAV RQ-4 "Global Hawk" da Forza Aérea dos Estados Unidos empregan materiais compostos de fibra de carbono para as súas ás, cola, compartimento do motor e fuselaxe traseira, mentres que o radomo e o carenado están feitos de materiais compostos de fibra de vidro para garantir unha transmisión clara do sinal.
O tecido de fibra de vidro pódese usar para fabricar carenados e ventás de aeronaves, o que non só mellora a aparencia e a beleza da aeronave, senón que tamén aumenta a comodidade da viaxe. Do mesmo xeito, no deseño de satélites, o tecido de fibra de vidro tamén se pode usar para construír a estrutura da superficie exterior de paneis solares e antenas, mellorando así a aparencia e a fiabilidade funcional dos satélites.
fibra de aramidamaterial composto
O material de núcleo de panal de abella de papel de aramida deseñado coa estrutura hexagonal dun panal de abella biónico natural é moi respectado pola súa excelente resistencia específica, rixidez específica e estabilidade estrutural. Ademais, este material tamén ten boas propiedades de illamento acústico, illamento térmico e ignífugo, e o fume e a toxicidade xerados durante a combustión son moi baixos. Estas características fan que ocupe un lugar nas aplicacións de alta gama da industria aeroespacial e dos medios de transporte de alta velocidade.
Aínda que o custo do material do núcleo de panal de abella de papel de aramida é maior, adoita seleccionarse como un material lixeiro clave para equipos de alta gama como avións, mísiles e satélites, especialmente na fabricación de compoñentes estruturais que requiren permeabilidade ás ondas de banda ancha e alta rixidez.
Vantaxes lixeiras
Como material clave para a estrutura da fuselaxe, o papel de aramida xoga un papel vital nos principais avións económicos de baixa altitude como o eVTOL, especialmente como unha capa tipo sándwich de fibra de carbono tipo panal.
No campo dos vehículos aéreos non tripulados, o material de favo de abella Nomex (papel de aramida) tamén se usa amplamente, utilízase na carcasa da fuselaxe, no revestimento da á, no bordo de ataque e noutras pezas.
Outrosmateriais compostos tipo sándwich
As aeronaves de baixa altitude, como os vehículos aéreos non tripulados, ademais de empregar materiais reforzados como fibra de carbono, fibra de vidro e fibra de aramida no proceso de fabricación, tamén se empregan amplamente materiais estruturais tipo sándwich como panal, película, plástico de escuma e cola de escuma.
Na selección de materiais para sándwich, os máis empregados son os sándwiches de panal (como os de papel, os de Nomex, etc.), os de madeira (como os de bidueiro, paulownia, piñeiro, tilo, etc.) e os de escuma (como o poliuretano, o cloruro de polivinilo, a escuma de poliestireno, etc.).
A estrutura tipo sándwich de escuma empregouse amplamente na estrutura das fuselaxes dos vehículos aéreos non tripulados (UAV) debido ás súas características impermeables e flotantes e ás vantaxes tecnolóxicas de poder encher as cavidades da estrutura interna da á e da á de cola no seu conxunto.
Ao deseñar UAV de baixa velocidade, as estruturas tipo sándwich de panal adoitan empregarse para pezas con requisitos de baixa resistencia, formas regulares, grandes superficies curvas e fáciles de colocar, como superficies estabilizadoras da á dianteira, superficies estabilizadoras da cola vertical, superficies estabilizadoras da á, etc. Para pezas con formas complexas e pequenas superficies curvas, como superficies de elevador, superficies de timón, superficies de timón de aleróns, etc., prefírense as estruturas tipo sándwich de escuma. Para estruturas tipo sándwich que requiren maior resistencia, pódense seleccionar estruturas tipo sándwich de madeira. Para aquelas pezas que requiren tanto alta resistencia como alta rixidez, como a pel da fuselaxe, a viga en T, a viga en L, etc., adoita empregarse a estrutura laminada. A fabricación destes compoñentes require preformado e, segundo os requisitos de rixidez no plano, resistencia á flexión, rixidez torsional e resistencia requiridos, selecciónase a fibra reforzada, o material da matriz, o contido de fibra e o laminado axeitados e deseña diferentes ángulos de colocación, capas e secuencia de capas, e cúrase a través de diferentes temperaturas de quecemento e presións de presurización.
Data de publicación: 22 de novembro de 2024
