ଛୋଟ UAV ଗଠନରେ ବାସାଲ୍ଟ ଫାଇବର ପ୍ରୟୋଗର ସମ୍ଭାବ୍ୟତା

ର ଗୁଣଧର୍ମର ସାରାଂଶ ବାସାଲ୍ଟ ଫାଇବର ରିଫୋର୍ସଡ୍ ପଲିମର (ବିଏଫ୍ଆର୍ପି)

ଉଦାହରଣ ଭାବରେ ଏକ 5 ମିମି ମୋଟା ପଲ୍ଟ୍ରୁଡେଡ୍ ସିଟ୍ ନେବା, ଏହାର ସାଧାରଣ ଭୌତିକ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ନିମ୍ନଲିଖିତ: - ଟେନସାଇଲ୍ ଶକ୍ତି: ≥500 MPa

- ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକତାର ମଡ୍ୟୁଲସ୍: ≥40 GPa

- ଘନତା: 1.8–2.0 ଗ୍ରାମ/ସେମି³

- ବିରତି ସମୟରେ ବୃଦ୍ଧି: 2.5–3.0%

- କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧ: ଉତ୍କୃଷ୍ଟ (ଏସିଡ୍, କ୍ଷାର ଏବଂ UV ବିକିରଣ ପ୍ରତିରୋଧୀ)

- ତାପଜ ପ୍ରସାରଣର ଗୁଣାଙ୍କ: କଂକ୍ରିଟ୍ ସହିତ ସମାନ; ଭଲ ନିମ୍ନ-ତାପମାନ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା

ଛୋଟ UAV ଗଠନରେ ପ୍ରୟୋଗର ସମ୍ଭାବ୍ୟତା ବିଶ୍ଳେଷଣ

1. ଲାଭ

• ଓଜନ ହ୍ରାସ ସମ୍ଭାବନା: ଆଲୁମିନିୟମ ମିଶ୍ରଧାତୁ (2.7 g/cm³) ତୁଳନାରେ କମ୍ ଘନତା ସହିତ, ଏହା ଗଠନମୂଳକ ଓଜନ ହ୍ରାସକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଉଡ଼ାଣ ସହନଶୀଳତା ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାରେ ଉନ୍ନତି ଆଣେ।
• ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମଡ୍ୟୁଲସ୍: ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି (ଶକ୍ତି/ଘନତା): ≈250–280 MPa·cm³/g, ଆଲୁମିନିୟମ୍ ମିଶ୍ରଧାତୁ (≈140) ଠାରୁ ଉନ୍ନତ କିନ୍ତୁ କାର୍ବନ ଫାଇବର (≈600) ଠାରୁ କମ୍।
• ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମଡ୍ୟୁଲସ୍ (ମଡ୍ୟୁଲସ୍/ଘନତା): ≈20–22 GPa·cm³/g, ଆଲୁମିନିୟମ୍ ମିଶ୍ରଧାତୁ ସହିତ ତୁଳନୀୟ କିନ୍ତୁ କାର୍ବନ ଫାଇବରର କେବଳ ଏକ-ତୃତୀୟାଂଶ।
• କମ୍ପନ ଡ୍ୟାମ୍ପିଂ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ: କାର୍ବନ ଫାଇବର ତୁଳନାରେ ଅଧିକ ଡ୍ୟାମ୍ପିଂ ଗୁଣାଙ୍କ, ଉଡ଼ାଣ କମ୍ପନ ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ ସେନ୍ସର ସ୍ଥିରତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ। • ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ ସ୍ୱଚ୍ଛତା: ଯୋଗାଯୋଗ ସଙ୍କେତଗୁଡ଼ିକରେ ବାଧା ସୃଷ୍ଟି କରେ ନାହିଁ, ଏହାକୁ ରାଡାର କିମ୍ବା ଆଣ୍ଟେନା କମ୍ପାର୍ଟମେଣ୍ଟ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ କରିଥାଏ।
• ପରିବେଶଗତ ପ୍ରତିରୋଧ: ଆର୍ଦ୍ର ତାପ ଏବଂ କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧୀ, ସାମୁଦ୍ରିକ କିମ୍ବା ଶିଳ୍ପ ପରିବେଶରେ UAV ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।

2. ସୁପାରିଶ କରାଯାଇଥିବା ଆପ୍ଲିକେସନ୍‌ଗୁଡ଼ିକ

• ମଧ୍ୟମରୁ କମ ଭାର ସଂରଚନା: ଫ୍ୟୁସେଲେଜ୍ ଫ୍ରେମ୍, ଲ୍ୟାଣ୍ଡିଂ ଗିଅର୍ ସପୋର୍ଟ, ୱିଙ୍ଗ ରିବ୍।
• ଲୋଡ୍-ବହନକାରୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ: ଆଣ୍ଟେନା ମାଉଣ୍ଟ, ବ୍ୟାଟେରୀ ଟ୍ରେ, ସେନ୍ସର ହାଉସିଂ।
• ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ପରିବେଶ ପାଇଁ ଉପାଦାନ: କୃଷି UAV, ସାମୁଦ୍ରିକ UAV ର ହୁଲରେ କୀଟନାଶକ ଦ୍ରବଣର ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆସୁଥିବା ଅଂଶ।

କାର୍ବନ ଫାଇବର (CFRP) ସହିତ ମୂଲ୍ୟ-କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ତୁଳନା

ତୁଳନା: ବାସାଲ୍ଟ ଫାଇବର (BFRP) କାର୍ବନ ଫାଇବର (CFRP) ବନାମ

ମୂଲ୍ୟ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ପରିସ୍ଥିତି ବିଶ୍ଳେଷଣ

1. କମ ମୂଲ୍ୟର ପ୍ରାଥମିକତା ଡ୍ରୋନ (ଯଥା, ଯାଞ୍ଚ, କୃଷି ଡ୍ରୋନ): – BFRP କିଛି ଆଲୁମିନିୟମ ମିଶ୍ରଧାତୁ ଉପାଦାନକୁ ବଦଳାଇପାରେ, ଯାହାର ମୂଲ୍ୟ CFRP ଅପେକ୍ଷା 30-50% କମ୍ ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ କ୍ଷୋଣ ପ୍ରତିରୋଧକତା ସହିତ, ଉଚ୍ଚ ସାମଗ୍ରିକ ମୂଲ୍ୟ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ପ୍ରଦାନ କରେ।
2. ଉଚ୍ଚ କଠୋରତା ଏବଂ ହାଲୁକା ଡିଜାଇନ୍ ଆବଶ୍ୟକ କରୁଥିବା ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକ (ଯଥା, ରେସିଂ ଡ୍ରୋନ୍, ଏରିଆଲ୍ ଫଟୋଗ୍ରାଫି ଡ୍ରୋନ୍): – CFRP ସ୍ଥିରତାର ମଡ୍ୟୁଲ୍ସରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସୁବିଧା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ବାୟୁଗତିକ ବିକୃତିକୁ ହ୍ରାସ କରେ; ଯଦିଓ ଅଧିକ ମହଙ୍ଗା, ଏହାର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ।
3. ବିଶେଷ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆବଶ୍ୟକତା ସହିତ ପ୍ରୟୋଗ: ଯଦି ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ସ୍ୱଚ୍ଛତା କିମ୍ବା ଡାମ୍ପିଂ/କମ୍ପନ ହ୍ରାସ ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ, ତେବେ BFRP ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ (ଯଥା, ରାଡାର ଗମ୍ବୁଜ) ପାଇଁ ଏକ ପରିପୂରକ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରିବ।
4. ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ଏବଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶ
5. ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଗଠନ ଡିଜାଇନ୍: BFRP + CFRP ଲାମିନେଟ୍: ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ସନ୍ତୁଳିତ କରିବା ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ କଠୋରତା ଆବଶ୍ୟକତା ଥିବା ଅଞ୍ଚଳରେ ସ୍ଥାନୀୟ ଭାବରେ କାର୍ବନ ଫାଇବର ବିଛାଇ ଦିଅନ୍ତୁ।
6. ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉନ୍ନତି: ଜଟିଳ ଗଠନ ଗଠନ କରିବାର କ୍ଷମତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ BFRP ପ୍ରିପ୍ରେଗ୍ କିମ୍ବା 3D-ପ୍ରିଣ୍ଟେଡ୍ ଫାଇବର-ପ୍ରବଳିତ ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ କରନ୍ତୁ।
7. ସଂଯୋଗ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା: ସନ୍ଧି ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଆଡେସିଭ୍-ରିଭେଟେଡ୍ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସନ୍ଧି କିମ୍ବା ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ୱେଲ୍ଡିଂ ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତୁ।

ଉପରୋକ୍ତ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଉପରେ ଆଧାର କରି, BFRP ଛୋଟ UAV ରେ ମଧ୍ୟମରୁ କମ୍-ଲୋଡ୍ ଗଠନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ଏବଂ ଓଜନ ହ୍ରାସ, କ୍ଷୋଭ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ଡମ୍ପିଂ/କମ୍ପନ ହ୍ରାସ ଦୃଷ୍ଟିରୁ ପ୍ରୟୋଗ ମୂଲ୍ୟ ପ୍ରଦାନ କରେ; ତଥାପି, ଉଚ୍ଚ କଠୋରତା ଆବଶ୍ୟକ କରୁଥିବା କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏହାକୁ ଏଡାଇ ଦିଆଯିବା ଉଚିତ। ଯଦି କଠୋରତା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କାରଣ ନୁହେଁ କିନ୍ତୁ ମୂଲ୍ୟ, ତେବେ BFRP CFRP ଅପେକ୍ଷା ଯଥେଷ୍ଟ ଭଲ କଠିନତା ପ୍ରଦାନ କରେ।

ଏହା ସହିତ, ଖର୍ଚ୍ଚକୁ ଅନୁକୂଳ କରିବା ପାଇଁ ଏକ BFRP/CFRP ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଡିଜାଇନ୍ ବିଚାର କରାଯାଇପାରିବ।

ତଥ୍ୟ ଆଧାରରେ ସାମଗ୍ରୀ ଚୟନକୁ ଚଲାଇବା ପାଇଁ ସମାନ ସୁରକ୍ଷା କାରକ ଅଧୀନରେ BFRP ଏବଂ CFRP ର ଓଜନ ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ ତୁଳନା କରି ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ (ଯେପରିକି ଏୟାରଫ୍ରେମ୍) ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ସସୀମ ଉପାଦାନ ବିଶ୍ଳେଷଣ (FEA) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।