ছোট ইউএভি কাঠামোতে ব্যাসল্ট ফাইবার প্রয়োগের সম্ভাব্যতা

বৈশিষ্ট্যগুলির সংক্ষিপ্ত বিবরণ ব্যাসল্ট ফাইবার রিইনফোর্সড পলিমার (বিএফআরপি)

উদাহরণস্বরূপ, একটি ৫ মিমি পুরু পুলট্রুডেড শিটের সাধারণ ভৌত পরামিতিগুলো নিম্নরূপ: - প্রসার্য শক্তি: ≥৫০০ MPa

- স্থিতিস্থাপকতার গুণাঙ্ক: ≥৪০ GPa

- ঘনত্ব: ১.৮–২.০ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার

- ভাঙনকালীন প্রসারণ: ২.৫–৩.০%

- ক্ষয় প্রতিরোধচমৎকার (অ্যাসিড, ক্ষার এবং অতিবেগুনী রশ্মি প্রতিরোধী)

তাপীয় প্রসারণ গুণাঙ্ক: কংক্রিটের অনুরূপ; নিম্ন তাপমাত্রায় ভালো কার্যকারিতা।

ক্ষুদ্র ইউএভি কাঠামোতে প্রয়োগের সম্ভাব্যতা বিশ্লেষণ

1. সুবিধাগুলি

• ওজন কমানোর সম্ভাবনা: অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের (২.৭ গ্রাম/সেমি³) চেয়ে কম ঘনত্ব হওয়ায়, এটি কাঠামোগত ওজন কমাতে সাহায্য করে, যার ফলে উড্ডয়নের স্থায়িত্ব এবং চালনাযোগ্যতা উন্নত হয়।
• আপেক্ষিক শক্তি এবং আপেক্ষিক মডুলাস: আপেক্ষিক শক্তি (শক্তি/ঘনত্ব): ≈২৫০–২৮০ MPa·cm³/g, যা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের (≈১৪০) চেয়ে বেশি কিন্তু কার্বন ফাইবারের (≈৬০০) চেয়ে কম।
• নির্দিষ্ট মডুলাস (মডুলাস/ঘনত্ব): ≈২০–২২ GPa·cm³/g, যা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের সমতুল্য কিন্তু কার্বন ফাইবারের মাত্র এক-তৃতীয়াংশ।
• কম্পন প্রশমন বৈশিষ্ট্য: কার্বন ফাইবারের চেয়ে উচ্চতর প্রশমন সহগ, যা উড্ডয়নের কম্পন কমায় এবং সেন্সরের স্থিতিশীলতা উন্নত করে। • তড়িৎচৌম্বকীয় স্বচ্ছতা: যোগাযোগ সংকেতে কোনো বাধা সৃষ্টি করে না, ফলে এটি রাডার বা অ্যান্টেনা কম্পার্টমেন্টের জন্য উপযুক্ত।
• পরিবেশগত প্রতিরোধ ক্ষমতা: আর্দ্র তাপ এবং ক্ষয়রোধী, যা সামুদ্রিক বা শিল্প পরিবেশে ব্যবহৃত ইউএভি-এর জন্য উপযুক্ত।

2. প্রস্তাবিত অ্যাপ্লিকেশন

• মাঝারি থেকে কম ভারবাহী কাঠামো: বিমানদেহের কাঠামো, ল্যান্ডিং গিয়ারের সাপোর্ট, ডানার পাঁজর।
• ভার বহনকারী নয় এমন উপাদানসমূহ: অ্যান্টেনা মাউন্ট, ব্যাটারি ট্রে, সেন্সর হাউজিং।
• বিশেষ পরিবেশের জন্য উপাদানসমূহ: কৃষিভিত্তিক ড্রোনের কীটনাশক দ্রবণের সংস্পর্শে আসা অংশ, সামুদ্রিক ড্রোনের কাঠামো।

কার্বন ফাইবারের (CFRP) সাথে ব্যয়-কর্মক্ষমতা তুলনা

তুলনা: ব্যাসল্ট ফাইবার (BFRP) বনাম কার্বন ফাইবার (CFRP)

ব্যয়-কার্যকারিতা পরিস্থিতি বিশ্লেষণ

1. স্বল্পমূল্যের অগ্রাধিকারমূলক ড্রোন (যেমন, পরিদর্শন, কৃষি ড্রোন): – BFRP কিছু অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় উপাদানের বিকল্প হতে পারে, যার খরচ CFRP-এর তুলনায় ৩০-৫০% কম এবং উন্নত ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা সামগ্রিকভাবে উচ্চ ব্যয়-সাশ্রয়ীতা প্রদান করে।
2. যেসব ক্ষেত্রে উচ্চ দৃঢ়তা এবং হালকা নকশা প্রয়োজন (যেমন, রেসিং ড্রোন, এরিয়াল ফটোগ্রাফি ড্রোন): – CFRP স্থিতিস্থাপকতার গুণাঙ্কের ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে, যা বায়ুগতিগত বিকৃতি হ্রাস করে; যদিও এটি অধিক ব্যয়বহুল, এর কার্যকারিতা অপরিবর্তনীয়।
3. বিশেষ কার্যকরী প্রয়োজনীয়তাযুক্ত প্রয়োগক্ষেত্র: যদি তড়িৎচুম্বকীয় স্বচ্ছতা অথবা অবমন্দন/কম্পন হ্রাসের প্রয়োজন হয়, তবে বিএফআরপি নির্দিষ্ট যন্ত্রাংশের (যেমন, রাডার ডোম) জন্য সম্পূরক উপাদান হিসেবে কাজ করতে পারে।
4. প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতা এবং অপ্টিমাইজেশনের দিকনির্দেশনা
5. হাইব্রিড স্ট্রাকচার ডিজাইন: বিএফআরপি + সিএফআরপি ল্যামিনেট: খরচ এবং কর্মক্ষমতার মধ্যে ভারসাম্য রক্ষায়, উচ্চ দৃঢ়তার প্রয়োজনীয় স্থানগুলোতে স্থানীয়ভাবে কার্বন ফাইবার স্থাপন করা হয়।
6. প্রক্রিয়াগত উন্নয়ন: জটিল কাঠামো গঠনের ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য বিএফআরপি প্রিপ্রেগ বা থ্রিডি-প্রিন্টেড ফাইবার-রিইনফোর্সড উপাদান তৈরি করা।
7. সংযোগ প্রযুক্তি: সংযোগের কার্যকারিতা বাড়াতে আঠালো-রিভেটেড কম্পোজিট জয়েন্ট অথবা আল্ট্রাসনিক ওয়েল্ডিং পদ্ধতি অবলম্বন করা হয়।

উপরোক্ত বিশ্লেষণের ভিত্তিতে, ছোট ড্রোনের মাঝারি থেকে কম ভারবাহী কাঠামোর জন্য বিএফআরপি উপযুক্ত এবং ওজন হ্রাস, ক্ষয় প্রতিরোধ, এবং ড্যাম্পিং/কম্পন হ্রাসের ক্ষেত্রে এর প্রয়োগগত উপযোগিতা রয়েছে; তবে, যেখানে উচ্চ দৃঢ়তার প্রয়োজন, সেখানে এটি পরিহার করা উচিত। যদি দৃঢ়তা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় না হয়ে খরচ একটি বিবেচ্য বিষয় হয়, তবে বিএফআরপি, সিএফআরপি-র তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো ব্যয়-সাশ্রয়ীতা প্রদান করে।

এছাড়াও, খরচ অপ্টিমাইজ করার জন্য একটি BFRP/CFRP হাইব্রিড ডিজাইন বিবেচনা করা যেতে পারে।

ফাইনাইট এলিমেন্ট অ্যানালাইসিস (FEA) নির্দিষ্ট উপাদান (যেমন এয়ারফ্রেম) সিমুলেট করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে, যেখানে ডেটার উপর ভিত্তি করে উপাদান নির্বাচনের জন্য সমতুল্য সুরক্ষা ফ্যাক্টরের অধীনে BFRP এবং CFRP-এর ওজন ও খরচের তুলনা করা হয়।