ಸಣ್ಣ UAV ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಬಸಾಲ್ಟ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ

ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಅವಲೋಕನ ಬಸಾಲ್ಟ್ ಫೈಬರ್ ಬಲವರ್ಧಿತ ಪಾಲಿಮರ್ (ಬಿಎಫ್‌ಆರ್‌ಪಿ)

5 ಮಿಮೀ ದಪ್ಪದ ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಹಾಳೆಯನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಅದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಭೌತಿಕ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ: - ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ: ≥500 MPa

- ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವದ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್: ≥40 GPa

- ಸಾಂದ್ರತೆ: 1.8–2.0 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ³

- ವಿರಾಮದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉದ್ದ: 2.5–3.0%

- ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ: ಅತ್ಯುತ್ತಮ (ಆಮ್ಲಗಳು, ಕ್ಷಾರಗಳು ಮತ್ತು UV ವಿಕಿರಣಗಳಿಗೆ ನಿರೋಧಕ)

- ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕ: ಕಾಂಕ್ರೀಟ್‌ನಂತೆಯೇ; ಉತ್ತಮ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ

ಸಣ್ಣ UAV ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯದ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

1. ಅನುಕೂಲಗಳು

• ತೂಕ ಕಡಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ: ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಕ್ಕಿಂತ (2.7 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ³) ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ, ಇದು ರಚನಾತ್ಮಕ ತೂಕ ಕಡಿತವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹಾರಾಟ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ ಮತ್ತು ಕುಶಲತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್: ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ (ಸಾಂದ್ರತೆ): ≈250–280 MPa·cm³/g, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ (≈140) ಗಿಂತ ಉತ್ತಮ ಆದರೆ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ (≈600) ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ.
• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ (ಮಾಡ್ಯುಲಸ್/ಸಾಂದ್ರತೆ): ≈20–22 GPa·cm³/g, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು ಆದರೆ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ನ ಮೂರನೇ ಒಂದು ಭಾಗ ಮಾತ್ರ.
• ಕಂಪನ ಡ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು: ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಡ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಗುಣಾಂಕ, ಹಾರಾಟದ ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. • ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ: ಸಂವಹನ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ಅಡ್ಡಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ರಾಡಾರ್ ಅಥವಾ ಆಂಟೆನಾ ವಿಭಾಗಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
• ಪರಿಸರ ಪ್ರತಿರೋಧ: ಆರ್ದ್ರ ಶಾಖ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕುಗೆ ನಿರೋಧಕ, ಸಮುದ್ರ ಅಥವಾ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ UAV ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

2. ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡಲಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು

• ಮಧ್ಯಮದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಹೊರೆ ರಚನೆಗಳು: ಫ್ಯೂಸ್ಲೇಜ್ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು, ಲ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಗೇರ್ ಬೆಂಬಲಗಳು, ರೆಕ್ಕೆ ಪಕ್ಕೆಲುಬುಗಳು.
• ಲೋಡ್-ಬೇರಿಂಗ್ ಅಲ್ಲದ ಘಟಕಗಳು: ಆಂಟೆನಾ ಮೌಂಟ್‌ಗಳು, ಬ್ಯಾಟರಿ ಟ್ರೇಗಳು, ಸೆನ್ಸರ್ ಹೌಸಿಂಗ್‌ಗಳು.
• ವಿಶೇಷ ಪರಿಸರಗಳಿಗೆ ಘಟಕಗಳು: ಕೃಷಿ UAV ಗಳಲ್ಲಿ ಕೀಟನಾಶಕ ದ್ರಾವಣಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡ ಭಾಗಗಳು, ಕಡಲ UAV ಗಳ ಹಲ್‌ಗಳು.

ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ (CFRP) ನೊಂದಿಗೆ ವೆಚ್ಚ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಹೋಲಿಕೆ

ಹೋಲಿಕೆ: ಬಸಾಲ್ಟ್ ಫೈಬರ್ (BFRP) ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ (CFRP) ವಿರುದ್ಧ

ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವ ಸನ್ನಿವೇಶ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

1. ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಆದ್ಯತೆಯ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳು (ಉದಾ, ತಪಾಸಣೆ, ಕೃಷಿ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳು): – BFRP ಕೆಲವು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಲ್ಲದು, CFRP ಗಿಂತ 30-50% ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
2. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು (ಉದಾ, ರೇಸಿಂಗ್ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳು, ವೈಮಾನಿಕ ಛಾಯಾಗ್ರಹಣ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳು): - CFRP ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವದ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ವಾಯುಬಲವೈಜ್ಞಾನಿಕ ವಿರೂಪತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ; ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಭರಿಸಲಾಗದದು.
3. ವಿಶೇಷ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು: ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ ಅಥವಾ ಡ್ಯಾಂಪಿಂಗ್/ಕಂಪನ ಕಡಿತ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, BFRP ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಘಟಕಗಳಿಗೆ (ಉದಾ, ರಾಡಾರ್ ಗುಮ್ಮಟಗಳು) ಪೂರಕ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
4. ತಾಂತ್ರಿಕ ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ನಿರ್ದೇಶನಗಳು
5. ಹೈಬ್ರಿಡ್ ರಚನೆ ವಿನ್ಯಾಸ: BFRP + CFRP ಲ್ಯಾಮಿನೇಟ್‌ಗಳು: ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಠೀವಿ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಯವಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
6. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಸುಧಾರಣೆಗಳು: ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು BFRP ಪ್ರಿಪ್ರೆಗ್ಸ್ ಅಥವಾ 3D-ಮುದ್ರಿತ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿ.
7. ಜೋಡಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ: ಜೋಡಣೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ-ರಿವೆಟೆಡ್ ಸಂಯೋಜಿತ ಜೋಡಣೆಗಳು ಅಥವಾ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ.

ಮೇಲಿನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಸಣ್ಣ UAV ಗಳಲ್ಲಿ ಮಧ್ಯಮದಿಂದ ಕಡಿಮೆ-ಲೋಡ್ ರಚನೆಗಳಿಗೆ BFRP ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ತೂಕ ಕಡಿತ, ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಡ್ಯಾಂಪಿಂಗ್/ಕಂಪನ ಕಡಿತದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಕ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ; ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಗಿತದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಬೇಕು. ಬಿಗಿತವು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಂಶವಲ್ಲ ಆದರೆ ವೆಚ್ಚವಾಗಿದ್ದರೆ, BFRP CFRP ಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು BFRP/CFRP ಹೈಬ್ರಿಡ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು.

ಸೀಮಿತ ಅಂಶ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (FEA) ಅನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಘಟಕಗಳನ್ನು (ಏರ್‌ಫ್ರೇಮ್‌ನಂತಹ) ಅನುಕರಿಸಲು ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು, BFRP ಮತ್ತು CFRP ಯ ತೂಕ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಸಮಾನ ಸುರಕ್ಷತಾ ಅಂಶಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೋಲಿಸಿ ದತ್ತಾಂಶದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಸ್ತುಗಳ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಬಹುದು.