Forschung zu UAV-Anwendungen von Basaltköpergewebe

BasaltfaserWie es hergestellt wird, seine Struktur und wie stabil es bleibt

Natürliches und ungiftiges Material Basaltfaser wird durch Schmelzen und Ziehen von vulkanischem Gestein hergestellt. BasaltfasernBasalterz wird auf etwa 1500 °C erhitzt, bevor es durch Spinndüsen aus Platin-Rhodium-Legierung zu Endlosfasern gezogen wird. Basaltfasern weisen aufgrund ihres geologischen Ursprungs hervorragende Eigenschaften auf: Sie sind in einem breiten Temperaturbereich beständig, ihre Dauerbeständigkeit bei 600 °C übertrifft jedoch die der meisten Harzmatrizen. Glasfasers. Die Beständigkeit von Basaltfasern gegenüber alkalischen und sauren Umgebungen gewährleistet eine längere Lebensdauer in rauen Umgebungen wie hoher Luftfeuchtigkeit und dem Vorhandensein korrosiver Gase im Vergleich zu einigen Varianten von GFK.

Erkundung von Köperbindungsmustern

Die Köperbindung erzeugt verlängerte Kett- oder Schussflottierungen, wodurch ein Stoff entsteht, der gut fällt und perfekt sitzt. Köperstoffe Bei UAV-Bauteilen mit komplexen, gekrümmten Profilen wie Lufteinlässen und Flügelverkleidungen lassen sich Gewebe aus Leinwandgewebe leichter von Hand laminieren als solche aus Leinwandgewebe. Dies vereinfacht den Laminierprozess und reduziert Fehler wie Faltenbildung oder Faserfehlausrichtung. Ein weiterer Vorteil ist die Eignung für das Vakuum-Harzinjektionsformverfahren (VARTM) und das Harzinjektionsverfahren (RTM).
Die mechanischen Vorteile der Köperbindung liegen darin, dass ihre langen Flottierungen die Faserkrümmung reduzieren. Theoretisch sollte die Krümmung der Fasern die Umwandlungseffizienz der Faserzugfestigkeit verbessern, wodurch der Verbundwerkstoff die Faserfestigkeit besser nutzen kann. Allerdings weisen Köpergewebe weniger verkreuzte Fäden auf als Leinwandgewebe, was aufgrund der höheren Flexibilität des Gewebes tendenziell zu einer leichten Verringerung ihres Schubmoduls in der Ebene führt.

Synergistischer Verstärkungseffekt der Köperstruktur auf die Schadenstoleranz: Basaltfaserverstärkte Polymere (BFRP) Es ist bereits bekannt, dass diese Materialien eine hohe Zähigkeit aufweisen, sodass ihre Versagensarten in der Regel eher durch schonende Faserextraktion als durch Sprödbruch gekennzeichnet sind. Die Köperbindung verstärkt diesen Effekt zusätzlich. Die erhöhte Verformbarkeit des Köpergewebes verleiht ihm bei Stoßbelastung ein hohes Energieabsorptionsvermögen. Die Faserverteilung und die kleinen plastischen Verformungszonen tragen zu einer höheren Dämpfung der Aufprallenergie bei. Die natürliche Dauerhaftigkeit von BFRP erzeugt somit zusammen mit seinem energieabsorbierenden Mechanismus aufgrund der Köperbindung einen Synergieeffekt auf die Gesamtbeständigkeit gegenüber Stoßschäden, wodurch die spezifische Energieabsorption (SEA) des Materials erhöht wird. Dies macht BFRP-Köpergewebe zu einem hervorragenden Kandidaten für UAV-Fahrwerke, Flügelvorderkanten und Bereiche, die Vogelschlag oder Trümmeraufprall ausgesetzt sind, sowie für alle anderen Bereiche, die die strukturelle Überlebensfähigkeit der UAV in einem komplexen Einsatzumfeld deutlich erhöhen.