بحث حول تطبيقات الطائرات بدون طيار باستخدام نسيج البازلت المائل

ألياف البازلتكيف يُصنع، وبنيته، ومدى متانته

مادة طبيعية وغير سامة ألياف البازلت يتم إنتاجه عن طريق صهر وسحب الصخور البركانية. لإنشاء ألياف البازلتيتم تسخين خام البازلت إلى حوالي 1500 درجة مئوية قبل سحبه إلى خيوط متصلة عبر مغازل مصنوعة من سبيكة البلاتين والروديوم. تتميز ألياف البازلت بخصائص فائقة نظرًا لأصلها الجيولوجي: فهي تتحمل نطاقًا واسعًا من درجات الحرارة، ولكن تشغيلها المستمر عند 600 درجة مئوية يتجاوز قدرة معظم مصفوفات الراتنج. الألياف الزجاجيةs. تضمن مقاومة ألياف البازلت للبيئات القلوية والحمضية عمر خدمة ممتد في بيئة قاسية مثل الرطوبة العالية ووجود الغازات المسببة للتآكل مقارنة ببعض أنواع GFRP.

استكشاف أنماط النسيج المائل

ينتج عن نسيج التويل خيوط سدى أو لحمة ممتدة تولد نسيجًا ينسدل بشكل فعال ويناسب تمامًا. أقمشة التويل تُعدّ هذه الأقمشة أسهل في التشكيل اليدوي في أجزاء الطائرات بدون طيار ذات الأشكال المنحنية المعقدة، مثل مداخل الهواء وأغطية الأجنحة، مقارنةً بالأقمشة ذات النسيج العادي، مما يُبسّط عملية التشكيل اليدوي ويُقلّل من العيوب كالتجاعيد أو عدم محاذاة الألياف. وتكمن ميزتها في إمكانية استخدامها في قولبة حقن الراتنج بمساعدة الفراغ (VARTM) وقولبة نقل الراتنج (RTM).
تتمثل المزايا الميكانيكية لبنية النسيج المائل في أن خيوطه الطويلة تقلل من تجعد الألياف. ومن الناحية النظرية، يُفترض أن يُحسّن تجعد الألياف كفاءة تحويل قوة الشد، مما يسمح للمادة المركبة بالاستفادة القصوى من قوة الألياف. مع ذلك، لا تحتوي أقمشة النسيج المائل على عدد كبير من الخيوط المتشابكة مقارنةً بأقمشة النسيج السادة، مما يؤدي إلى انخفاض طفيف في معامل القص المستوي نظرًا لمرونة النسيج الإضافية.

تأثير تقوية متآزر لبنية النسيج المائل على تحمل التلف: مركبات البوليمر المقوى بألياف البازلت (BFRP) من المعروف أن ألياف البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية (BFRP) تتمتع بمتانة عالية، بحيث أن أنماط فشلها عادةً ما تتضمن انفصالًا أقل حدة للألياف، بدلاً من الكسر الهش. وفي هذا الصدد، يعزز النسيج المائل هذه الظاهرة. كما أن قابلية تشكيل النسيج المائل الواسعة تمنحه قدرة عالية على امتصاص الطاقة في حالات التحميل الصدمي. ويساهم توزيع الألياف ومناطق التشوه البلاستيكي الصغيرة في تبديد طاقة الصدمة بشكل أكبر. وبذلك، فإن المتانة الطبيعية لألياف البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية، إلى جانب آلية امتصاص الطاقة الناتجة عن بنية النسيج المائل، تُحدث تأثيرًا تآزريًا على تحمل أضرار الصدمات بشكل عام، مما يعزز امتصاص الطاقة النوعي للمادة. وهذا يجعل نسيج BFRP المائل خيارًا ممتازًا لعجلات هبوط الطائرات بدون طيار أو الحواف الأمامية للأجنحة والمناطق المعرضة لاصطدام الطيور أو الحطام، أو أي منطقة أخرى تزيد بشكل كبير من قدرة الطائرة بدون طيار على البقاء في بيئة تشغيل معقدة.