Forskning i UAV-anvendelser af basalt twillstof
BasaltfiberHvordan den er lavet, dens struktur, og hvor stærk den forbliver
Naturligt og giftfrit materiale basaltfiber produceres ved at smelte og udtrække vulkanske bjergarter. At skabe basaltfibre, basaltmalm opvarmes til omkring 1500°C, før den trækkes til kontinuerlige tråde gennem spindedyser af platin-rhodiumlegering. Basaltfibre besidder overlegne kvaliteter på grund af deres geologiske oprindelse: de modstår et bredt temperaturområde, men deres kontinuerlige drift ved 600°C overgår de fleste harpiksmatricer og Glasfibers. Basaltfibers modstandsdygtighed over for alkaliske og sure miljøer sikrer dens forlængede levetid i et barskt miljø såsom høj luftfugtighed og tilstedeværelsen af ætsende gasser i forhold til nogle varianter af GFRP.
Udforskning af twillvævningsmønstre
Twillvævning producerer forlængede kæde- eller skudtråde, der genererer et stof, der draperer effektivt og passer perfekt. Twill-stoffer er lettere at lægge i hånden i UAV-dele med komplekse buede profiler såsom luftindtag og vingebeklædninger end lærredsvævede stoffer, og dette forenkler processen med manuel lægning og reducerer defekter såsom rynker eller forkert justering af fibre. Fordelen ved det er, at det kan bruges i vakuumassisteret harpiksinfusionsstøbning (VARTM) og harpikstransferstøbning (RTM).
De mekaniske fordele ved twillstrukturen er, at dens lange floats reducerer fiberkrympning. Fiberens krympning burde teoretisk set forbedre fiberens trækstyrkekonverteringseffektivitet, hvilket gør det muligt for kompositten at udnytte fiberstyrken bedre. Twillstoffer har dog ikke så mange sammenflettede garner som lærredsvævede stoffer, hvilket har en tendens til at sænke deres planare forskydningsmodul en smule på grund af stoffets ekstra fleksibilitet.
Synergistisk styrkende effekt af twillstruktur på skadestolerance: Basaltfiberforstærkede polymerforbindelser (BFRP) er allerede kendt for at besidde høj sejhed, således at deres svigttilstande normalt involverer mere godartet fiberudtrækning i modsætning til sprødbrud. I denne henseende forstærker twill-geometrien dette fænomen yderligere. Twill-stoffets udvidede deformerbarhed giver det en høj energiabsorberende evne i tilfælde af stødbelastning. Fordelingen af fibre og små plastiske deformationszoner afgiver højere stødenergi. Som sådan genererer BFRP's naturlige holdbarhed, sammen med dens energiabsorberende mekanisme på grund af twill-vævningsstrukturen, en synergistisk effekt på den samlede stødskadestolerance, hvilket forbedrer et materiales specifikke energiabsorption (SEA). Dette gør BFRP twill-stof til en fremragende kandidat til UAV-landingsudstyr eller vingeforkanter og områder udsat for fuglekollisioner eller stød fra affald eller ethvert andet område, der betydeligt øger UAV'ens strukturelle overlevelsesevne i et komplekst driftsmiljø.
