Bazalto ruoželinio audinio taikymo bepiločiuose orlaiviuose tyrimai
Bazalto pluoštas: Kaip jis pagamintas, kokia jo struktūra ir koks tvirtumas
Natūrali ir netoksiška medžiaga bazalto pluoštas gaminamas lydant ir tempiant vulkanines uolienas. Sukurti bazalto pluoštaiBazalto rūda kaitinama iki maždaug 1500 °C, prieš tai ištraukiama į ištisinius siūlus per platinos ir rodžio lydinio verpimo įrenginius. Bazalto pluoštas pasižymi geromis savybėmis dėl savo geologinės kilmės: jis atlaiko platų temperatūrų diapazoną, tačiau jo nuolatinis veikimas 600 °C temperatūroje viršija daugumos dervų matricų ir Stiklo pluoštass. Bazalto pluošto atsparumas šarminei ir rūgštinei aplinkai užtikrina ilgesnį jo tarnavimo laiką atšiaurioje aplinkoje, pvz., didelėje drėgmėje ir korozinių dujų buvime, palyginti su kai kuriais GFRP variantais.
Twill Weave raštų tyrinėjimas
Ruoželinis pynimas sukuria prailgintus metmenų arba ataudų siūlus, kurie efektyviai krenta ir puikiai priglunda prie audinio. Ruoželiniai audiniai juos lengviau kloti rankomis bepiločių orlaivių dalyse su sudėtingais išlenktais profiliais, tokiais kaip oro įleidimo angos ir sparnų gaubtai, nei paprasto audimo audinius, ir tai supaprastina klojimo rankomis procesą bei sumažina defektus, tokius kaip raukšlės ar pluoštų išlyginimas. Jo privalumas yra tas, kad jį galima naudoti vakuuminiame dervos infuzinio liejimo (VARTM) ir dervos pernešimo liejimo (RTM) procese.
Mechaniniai ruoželinio pynimo struktūros pranašumai yra tai, kad ilgos siūlės sumažina pluošto susiraukšlėjimą. Pluošto susiraukšlėjimas teoriškai turėtų pagerinti pluošto tempiamojo stiprumo konversijos efektyvumą, o tai leidžia kompozitui pilnai išnaudoti pluošto stiprumą. Tačiau ruoželinio pynimo audiniuose nėra tiek daug susipynusių siūlų kaip drobinio pynimo audiniuose, todėl dėl papildomo audinio lankstumo jų plokštuminis šlyties modulis paprastai šiek tiek sumažėja.
Sinerginis ruoželinio audinio struktūros stiprinamasis poveikis atsparumui pažeidimams: Bazalto pluoštu armuoti polimeriniai (BFRP) junginiai jau žinomi dėl didelio tvirtumo, todėl jų gedimo būdai paprastai apima palankesnį pluošto ištraukimą, o ne trapų lūžimą. Šiuo atžvilgiu ruoželinė geometrija dar labiau sustiprina šį reiškinį. Padidintas ruoželinio audinio deformuotumas suteikia jam didelį energijos sugerties gebėjimą smūginės apkrovos atveju. Pluoštų pasiskirstymas ir mažos plastinės deformacijos zonos išsklaido didesnę smūgio energiją. Todėl natūralus BFRP patvarumas kartu su energijos sugerties mechanizmu dėl ruoželinio pynimo struktūros sukuria sinergetinį poveikį bendram smūgio pažeidimo atsparumui, o tai padidina medžiagos savitąją energijos sugertį (SEA). Dėl to BFRP ruoželinis audinys puikiai tinka bepiločių orlaivių važiuoklėms, sparnų priekiniams kraštams ir vietoms, kurios gali atsitrenkti į paukščius ar atsitrenkti į nuolaužas, arba bet kuriai kitai sričiai, kuri žymiai padidina bepiločių orlaivių konstrukcijos patvarumą sudėtingoje eksploatavimo aplinkoje.
