Badania nad zastosowaniami tkaniny bazaltowej w bezzałogowych statkach powietrznych
Włókno bazaltowe:Jak powstaje, jaka jest jego struktura i jak bardzo jest wytrzymały
Materiał naturalny i nietoksyczny włókno bazaltowe powstaje w wyniku topienia i wyciągania skał wulkanicznych. Aby stworzyć włókna bazaltoweRuda bazaltowa jest podgrzewana do około 1500°C, a następnie ciągniona w ciągłe nici przez dysze przędzalnicze ze stopu platyny i rodu. Włókno bazaltowe charakteryzuje się doskonałymi właściwościami ze względu na swoje pochodzenie geologiczne: wytrzymuje szeroki zakres temperatur, ale jego ciągła praca w temperaturze 600°C przewyższa większość matryc żywicznych i Włókno szklanes. Odporność włókna bazaltowego na środowiska zasadowe i kwaśne zapewnia jego dłuższą żywotność w trudnych warunkach, takich jak wysoka wilgotność i obecność gazów korozyjnych w przypadku niektórych wariantów GFRP.
Odkrywanie wzorów splotu skośnego
Tkanina skośna pozwala uzyskać dłuższe, płynne przejścia osnowy i wątku, dzięki czemu tkanina dobrze się układa i idealnie dopasowuje. Tkaniny skośne Są łatwiejsze do ręcznego układania w częściach bezzałogowych statków powietrznych o złożonych profilach zakrzywionych, takich jak wloty powietrza i owiewki skrzydeł, niż tkaniny o splocie płóciennym, co upraszcza proces ręcznego układania i redukuje wady, takie jak zagniecenia czy niewspółosiowość włókien. Zaletą jest to, że można je stosować w formowaniu próżniowym z infuzją żywicy (VARTM) i formowaniu z transferem żywicy (RTM).
Mechaniczne zalety struktury skośnej polegają na tym, że jej długie sploty redukują karbowanie włókien. Karbowanie włókien teoretycznie powinno poprawić efektywność konwersji wytrzymałości na rozciąganie, co pozwala kompozytowi w pełni wykorzystać wytrzymałość włókien. Jednak tkaniny skośne nie mają tak wielu włókien przeplatających się, jak tkaniny o splocie płóciennym, co ma tendencję do nieznacznego obniżenia ich modułu ścinania w płaszczyźnie ze względu na dodatkową elastyczność tkaniny.
Synergistyczny efekt wzmacniający struktury skośnej na odporność na uszkodzenia: Związki polimerowe wzmocnione włóknem bazaltowym (BFRP) są już znane z wysokiej wytrzymałości, tak że ich tryby awarii zwykle obejmują łagodniejszą ekstrakcję włókien, w przeciwieństwie do kruchego pękania. Pod tym względem geometria diagonalna dodatkowo wzmacnia to zjawisko. Zwiększona odkształcalność tkaniny diagonalnej zapewnia jej wysoką zdolność pochłaniania energii w przypadku obciążeń udarowych. Rozkład włókien i małe strefy odkształcenia plastycznego rozpraszają większą energię uderzenia. W związku z tym naturalna trwałość BFRP, wraz z jego mechanizmem pochłaniania energii dzięki strukturze splotu diagonalnego, generuje synergistyczny efekt na ogólną tolerancję na uszkodzenia uderzeniowe, co zwiększa właściwą absorpcję energii materiału (SEA). To sprawia, że tkanina diagonalna BFRP jest doskonałym kandydatem na podwozia bezzałogowych statków powietrznych lub krawędzie natarcia skrzydeł i obszary narażone na zderzenia z ptakami lub uderzenia odłamków, lub każdy inny obszar, który znacznie zwiększa strukturalną przeżywalność bezzałogowych statków powietrznych w złożonym środowisku operacyjnym.
