Исследование применения ткани базальтовой саржи в беспилотных летательных аппаратах

Базальтовое волокноКак он изготавливается, какова его структура и насколько он прочен.

Натуральный и нетоксичный материал базальтовое волокно Получается путем плавления и вытягивания вулканических пород. Для создания базальтовые волокнаБазальтовая руда нагревается примерно до 1500 °C, после чего вытягивается в непрерывные нити через фильеры из платино-родиевого сплава. Базальтовое волокно обладает превосходными качествами благодаря своему геологическому происхождению: оно выдерживает широкий диапазон температур, но его непрерывная работа при 600 °C превосходит возможности большинства смоляных матриц. СтекловолокноУстойчивость базальтового волокна к щелочным и кислым средам обеспечивает ему длительный срок службы в суровых условиях, таких как высокая влажность и присутствие коррозионных газов, по сравнению с некоторыми вариантами стекловолокнистого армированного полимера (GFRP).

Изучение узоров саржевого переплетения

Твиловое переплетение предполагает наличие удлиненных проволок основы или утка, благодаря чему ткань хорошо драпируется и идеально сидит по фигуре. Ткани саржевого переплетения Ткань полотняного переплетения легче укладывать вручную в деталях БПЛА со сложными изогнутыми профилями, таких как воздухозаборники и обтекатели крыльев, чем ткань полотняного переплетения, что упрощает процесс ручной укладки и уменьшает количество дефектов, таких как складки или смещение волокон. Преимуществом является возможность ее использования в вакуумном литье под давлением (VARTM) и литье с переносом смолы (RTM).
Механические преимущества саржевой структуры заключаются в том, что длинные переплетения уменьшают извитость волокон. Теоретически, извитость волокон должна повышать эффективность преобразования прочности на растяжение, что позволяет композиту более полно использовать прочность волокон. Однако в саржевых тканях меньше переплетающихся нитей, чем в тканях простого переплетения, что, как правило, несколько снижает их модуль сдвига в плоскости из-за дополнительной гибкости ткани.

Синергетический эффект усиления устойчивости к повреждениям, достигаемый за счет саржевой структуры.: Композиты из полимеров, армированных базальтовым волокном (BFRP). Известно, что BFRP обладают высокой прочностью, поэтому их разрушение обычно происходит путем более мягкого извлечения волокон, в отличие от хрупкого разрушения. В этом отношении саржевая геометрия еще больше усиливает это явление. Расширенная деформируемость саржевой ткани обеспечивает ей высокую способность поглощения энергии при ударных нагрузках. Распределение волокон и небольшие зоны пластической деформации рассеивают большую энергию удара. Таким образом, естественная прочность BFRP в сочетании с механизмом поглощения энергии благодаря саржевой структуре создает синергетический эффект на общую устойчивость к ударным повреждениям, что повышает удельное поглощение энергии материалом (SEA). Это делает саржевую ткань BFRP отличным кандидатом для шасси БПЛА или передних кромок крыльев, а также для участков, подверженных столкновениям с птицами или ударам обломков, или любых других участков, которые значительно повышают структурную живучесть БПЛА в сложной эксплуатационной среде.