Жижиг нисгэгчгүй нисэх онгоцны бүтцэд базальт эслэг хэрэглэх боломж
-ийн шинж чанаруудын тойм Базальт шилэн бэхжүүлсэн полимер (bfrp)
Жишээ нь 5 мм зузаантай цоолсон хуудсыг авч үзвэл түүний ердийн физик параметрүүд нь дараах байдалтай байна: - Суналтын бат бэх: ≥500 МПа
- Уян хатан чанарын модуль: ≥40 ГПа
- Нягт: 1.8–2.0 г/см³
- Тасралттай үед суналт: 2.5–3.0%
- Зэврэлтээс хамгаалах чадварМаш сайн (хүчил, шүлт болон хэт ягаан туяанд тэсвэртэй)
- Дулааны тэлэлтийн коэффициент: Бетонтой төстэй; бага температурын сайн гүйцэтгэлтэй
Жижиг нисгэгчгүй нисэх онгоцны бүтцэд хэрэглэх боломжийн шинжилгээ
- Давуу талууд
- Жин бууруулах боломж: Хөнгөн цагааны хайлшаас бага нягтралтай (2.7 г/см³) тул бүтцийн жинг бууруулж, улмаар нислэгийн тэсвэр тэвчээр болон маневрлах чадварыг сайжруулдаг.
- Хувь бат бэх ба хувийн модуль: Хувь бат бэх (бат бэх/нягтрал): ≈250–280 МПа·см³/г, хөнгөн цагаан хайлшаас (≈140) илүү боловч нүүрстөрөгчийн ширхэгээс (≈600) бага.
- Хувийн модуль (модуль/нягтрал): ≈20–22 ГПа·см³/г, хөнгөн цагааны хайлштай харьцуулах боломжтой боловч нүүрстөрөгчийн шилэнгийн гуравны нэгтэй тэнцүү.
- Чичиргээг намсгах шинж чанар: Нүүрстөрөгчийн шилэн материалаас илүү өндөр намсгах коэффициенттэй тул нислэгийн чичиргээг бууруулж, мэдрэгчийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. • Цахилгаан соронзон тунгалаг байдал: Харилцаа холбооны дохионд саад учруулахгүй тул радар эсвэл антенны тасалгаанд тохиромжтой.
- Байгаль орчны эсэргүүцэл: Чийглэг халуунд болон зэврэлтэнд тэсвэртэй, далайн болон үйлдвэрлэлийн орчинд нисгэгчгүй нисэх онгоцонд тохиромжтой.
- Санал болгож буй програмууд
- Дунд болон бага ачааллын бүтэц: Бэхэлгээний хүрээ, буух арааны тулгуур, далавчны хавирга.
- Ачаалал даахгүй эд ангиуд: Антенны бэхэлгээ, батерейны тавиур, мэдрэгчийн гэр.
- Тусгай орчинд зориулсан эд ангиуд: Хөдөө аж ахуйн нисгэгчгүй нисэх онгоцнууд, далайн нисгэгчгүй нисэх онгоцны их биед пестицидийн уусмалд өртсөн эд ангиуд.
Нүүрстөрөгчийн шилэн материал (CFRP)-тай өртгийн болон гүйцэтгэлийн харьцуулалт
Харьцуулалт: Базальт эслэг (BFRP) Нүүрстөрөгчийн шилэн (CFRP)-тай харьцуулбал
| Хэмжээ | Базальт Шилэн хүчитгэсэн полимер (BFRP) | Нүүрстөрөгчийн шилэн арматуртай полимер (CFRP) |
| Материалын өртөг | Таваг: ойролцоогоор 60–100 юань/кг (Дотоод) | Хавтангууд: ойролцоогоор 150–300 юань/кг (T300 зэрэг) |
| Тодорхой хүч чадал | Дунд (≈250) | Өндөр (≈600) |
| Тодорхой модуль | Харьцангуй бага (≈20) | Өндөр (≈60-100) |
| Нөлөөллийн эсэргүүцэл | Дунд зэрэг (CFRP-ээс өндөр хэврэг чанар) | Харьцангуй өндөр (Сайн бат бөх) |
| Боловсруулалтын зардал | Цутгамал хавтанг боловсруулахад хялбар боловч нарийн төвөгтэй хэвэнд оруулах нь нэмэлт процесс шаарддаг. | Урьдчилан бэлтгэх халуун шахалтын зардал өндөр боловч нэгдсэн хэвэнд оруулах боломжийг олгодог. |
| Бат бөх чанар | Сайн ядрах эсэргүүцэл, маш сайн зэврэлтээс хамгаалах чадвар. | Маш сайн ядрах үзүүлэлттэй боловч гальваник зэврэлтээс хамгаалах шаардлагатай. |
| Жин хасах | Хөнгөн цагаан хайлштай харьцуулахад жингийн 20-30% бууралт. | Хөнгөн цагаан хайлштай харьцуулахад жинг 40-50% бууруулдаг. |
Зардлын үр ашгийн нөхцөл байдлын шинжилгээ
- Хямд өртөгтэй тэргүүлэх ач холбогдолтой дронууд (жишээ нь, үзлэг, хөдөө аж ахуйн дрон): – BFRP нь хөнгөн цагаан хайлшийн зарим эд ангиудыг орлож чаддаг бөгөөд өртөг нь CFRP-ээс 30-50% бага бөгөөд зэврэлтэнд тэсвэртэй тул нийт өртгийн өндөр үр ашгийг санал болгодог.
- Өндөр хатуулаг, хөнгөн хийц шаарддаг хэрэглээ (жишээ нь, уралдааны дрон, агаарын гэрэл зургийн дрон): – CFRP нь уян хатан чанарын модулийн хувьд мэдэгдэхүйц давуу талтай бөгөөд аэродинамик деформацийг бууруулдаг; хэдийгээр илүү үнэтэй боловч гүйцэтгэл нь орлуулшгүй юм.
- Тусгай функциональ шаардлага бүхий хэрэглээ: Хэрэв цахилгаан соронзон тунгалаг байдал эсвэл чийгшүүлэх/чичиргээг бууруулах шаардлагатай бол BFRP нь тодорхой бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд (жишээлбэл, радарын бөмбөгөр) нэмэлт материал болж чадна.
- Техникийн сорилтууд ба оновчлолын чиглэлүүд
- Холимог бүтцийн дизайн: BFRP + CFRP ламинат: Өртөг болон гүйцэтгэлийг тэнцвэржүүлэхийн тулд өндөр хатуулаг шаардлагын дагуу нүүрстөрөгчийн шилэн материалыг орон нутагт байрлуулдаг.
- Үйл явцын сайжруулалт: Нарийн төвөгтэй бүтэц үүсгэх чадварыг сайжруулахын тулд BFRP прегрег буюу 3D хэвлэмэл шилэн хүчитгэсэн материалыг боловсруулах.
- Холболтын технологи: Үе мөчний үр ашгийг сайжруулахын тулд наалдамхай тавтай нийлмэл үе эсвэл хэт авианы гагнуурыг ашиглана.
Дээрх дүн шинжилгээнд үндэслэн BFRP нь жижиг нисгэгчгүй нисэх онгоцнуудын дунд болон бага ачаалалтай бүтцэд тохиромжтой бөгөөд жин бууруулах, зэврэлтээс хамгаалах, чийгшүүлэх/чичиргээг бууруулах зэрэг хэрэглээний ач холбогдолтой; Гэсэн хэдий ч өндөр хатуулаг шаарддаг газарт хэрэглэхээс зайлсхийх хэрэгтэй. Хэрэв хатуулаг нь чухал хүчин зүйл биш боловч өртөг нь чухал хүчин зүйл бол BFRP нь CFRP-ээс хамаагүй илүү өртөг хэмнэлттэй байдаг.
Үүнээс гадна, зардлыг оновчтой болгохын тулд BFRP/CFRP эрлийз загварыг авч үзэж болно.
Хязгаарлагдмал элементийн шинжилгээ (FEA)-г тодорхой бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (жишээлбэл, онгоцны хүрээ) дуурайлган, өгөгдөлд үндэслэн материалын сонголтыг удирдан чиглүүлэхийн тулд BFRP болон CFRP-ийн жин, өртгийг тэнцүү аюулгүй байдлын хүчин зүйлсийн дор харьцуулахад ашиглаж болно.
