Recerca sobre aplicacions de UAV de teixit de sarja de basalt
Fibra de basalt: Com està fet, la seva estructura i la seva resistència
Material natural i no tòxic fibra de basalt es produeix per la fusió i l'estirament de roques volcàniques. Per crear fibres de basalt, el mineral de basalt s'escalfa a uns 1500 °C abans de ser estirat en fils continus a través de fileres d'aliatge de platí-rodi. La fibra de basalt posseeix qualitats superiors a causa del seu origen geològic: resisteix una àmplia gamma de temperatures, però el seu funcionament continu a 600 °C supera el de la majoria de matrius de resina i fibra de vidres. La resistència de la fibra de basalt a ambients alcalins i àcids garanteix la seva vida útil prolongada en ambients hostils, com ara una humitat elevada i la presència de gasos corrosius, en comparació amb algunes variants de GFRP.
Explorant els patrons de teixit de sarja
El teixit de sarja produeix flotacions de trama o ordit extenses que generen un teixit que es drapeja eficaçment i s'ajusta perfectament. Teixits de sarja són més fàcils de col·locar a mà en peces de UAV amb perfils corbats complexos com ara entrades d'aire i carenats d'ales que les teles de teixit pla i això simplifica el procés de col·locació manual i redueix defectes com ara arrugues o desalineació de fibres. L'avantatge és que es pot utilitzar en emmotllament per infusió de resina assistida al buit (VARTM) i emmotllament per transferència de resina (RTM).
Els avantatges mecànics de l'estructura de sarja són que les seves llargues extensions redueixen el riçat de la fibra. El riçat de la fibra hauria de millorar teòricament l'eficiència de conversió de la resistència a la tracció de la fibra, cosa que permet que el compost aprofiti al màxim la resistència de la fibra. Tanmateix, els teixits de sarja no tenen tants fils entrellaçats com els teixits de teixit pla, cosa que tendeix a reduir lleugerament el seu mòdul de cisallament en el pla a causa de la flexibilitat addicional del teixit.
Efecte de reforç sinèrgic de l'estructura de sarja sobre la tolerància al dany: Compostos de polímer reforçat amb fibra de basalt (BFRP) Ja se sap que posseeixen una alta tenacitat, de manera que els seus modes de fallada normalment impliquen una extracció de fibra més benigna, en contraposició a la fractura fràgil. En aquest sentit, la geometria de la sarja potencia encara més aquest fenomen. La deformabilitat ampliada del teixit de sarja li confereix una alta capacitat d'absorció d'energia en casos de càrrega d'impacte. La distribució de fibres i les petites zones de deformació plàstica dissipen una energia d'impacte més elevada. Com a tal, la durabilitat natural del BFRP, juntament amb el seu mecanisme d'absorció d'energia a causa de l'estructura del teixit de sarja, genera un efecte sinèrgic en la tolerància general al dany per impacte, que millora l'absorció d'energia específica d'un material (SEA). Això fa que el teixit de sarja BFRP sigui un excel·lent candidat per a trens d'aterratge de UAV o vores d'atac de les ales i zones exposades a impactes d'ocells o deixalles, o qualsevol altra zona que augmenti significativament la supervivència estructural del UAV en un entorn operatiu complex.
