කුඩා UAV ව්යුහයන්ට බාසල්ට් තන්තු යෙදීමේ ශක්යතාව
ගුණාංග පිළිබඳ දළ විශ්ලේෂණය බාසල්ට් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද පොලිමර් (බීඑෆ්ආර්පී)
උදාහරණයක් ලෙස 5 mm ඝනකම පල්ට්රූඩ් පත්රයක් ගත් විට, එහි සාමාන්ය භෞතික පරාමිතීන් පහත පරිදි වේ: - ආතන්ය ශක්තිය: ≥500 MPa
- ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය: ≥40 GPa
- ඝනත්වය: 1.8–2.0 g/cm³
- විවේකයේදී දිගු වීම: 2.5–3.0%
- විඛාදන ප්රතිරෝධය: විශිෂ්ටයි (අම්ල, ක්ෂාර සහ UV විකිරණ වලට ප්රතිරෝධී)
- තාප ප්රසාරණ සංගුණකය: කොන්ක්රීට් වලට සමානයි; හොඳ අඩු උෂ්ණත්ව ක්රියාකාරිත්වයක්.
කුඩා UAV ව්යුහයන්හි යෙදුමේ ශක්යතා විශ්ලේෂණය
- වාසි
- බර අඩු කිරීමේ විභවය: ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහයට (2.7 g/cm³) වඩා අඩු ඝනත්වයක් සහිතව, එය ව්යුහාත්මක බර අඩු කර ගැනීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් පියාසර විඳදරාගැනීම සහ උපාමාරු දැමීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කරයි.
- නිශ්චිත ශක්තිය සහ නිශ්චිත මාපාංකය: නිශ්චිත ශක්තිය (ශක්තිය/ඝනත්වය): ≈250–280 MPa·cm³/g, ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහයට වඩා (≈140) උසස් නමුත් කාබන් තන්තු වලට වඩා (≈600) අඩුය.
- නිශ්චිත මාපාංකය (මාපාංකය/ඝනත්වය): ≈20–22 GPa·cm³/g, ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහයට සමාන නමුත් කාබන් තන්තු වලින් තුනෙන් එකක් පමණි.
- කම්පන තෙතමනය අඩු කිරීමේ ලක්ෂණ: කාබන් ෆයිබර් වලට වඩා ඉහළ තෙතමනය අඩු කිරීමේ සංගුණකය, පියාසැරි කම්පන අඩු කිරීම සහ සංවේදක ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම. • විද්යුත් චුම්භක විනිවිදභාවය: සන්නිවේදන සංඥා වලට බාධා නොකරන අතර, එය රේඩාර් හෝ ඇන්ටෙනා මැදිරි සඳහා සුදුසු වේ.
- පාරිසරික ප්රතිරෝධය: තෙතමනය සහිත තාපයට සහ විඛාදනයට ප්රතිරෝධී, සමුද්රීය හෝ කාර්මික පරිසරවල UAV සඳහා සුදුසු වේ.
- නිර්දේශිත යෙදුම්
- මධ්යම සිට අඩු බර පැටවීමේ ව්යුහයන්: ෆියුස්ලේජ් රාමු, ගොඩබෑමේ ආම්පන්න ආධාරක, පියාපත් ඉළ ඇට.
- බර දරාගත නොහැකි සංරචක: ඇන්ටෙනා සවි කිරීම්, බැටරි තැටි, සංවේදක නිවාස.
- විශේෂ පරිසරයන් සඳහා සංරචක: කෘෂිකාර්මික UAV වල පළිබෝධනාශක ද්රාවණවලට නිරාවරණය වන කොටස්, සමුද්ර UAV වල හල්.
කාබන් ෆයිබර් (CFRP) සමඟ පිරිවැය-කාර්ය සාධන සංසන්දනය
සංසන්දනය: බාසල්ට් ෆයිබර් (BFRP) කාබන් ෆයිබර් (CFRP) වලට එරෙහිව
| මානය | බැසෝල්ට් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද පොලිමර් (BFRP) | කාබන් ෆයිබර් ශක්තිමත් කරන ලද පොලිමර් (CFRP) |
| ද්රව්යමය පිරිවැය | තහඩු: ආසන්න වශයෙන් 60–100 RMB/kg (ගෘහස්ථ) | තහඩු: ආසන්න වශයෙන් 150–300 RMB/kg (T300 ශ්රේණිය) |
| නිශ්චිත ශක්තිය | මධ්යම (≈250) | ඉහළ (≈600) |
| නිශ්චිත මොඩියුලස් | සාපේක්ෂව අඩු (≈20) | ඉහළ (≈60-100) |
| බලපෑම් ප්රතිරෝධය | මධ්යම (CFRP වලට වඩා ඉහළ බිඳෙනසුලු බව) | සාපේක්ෂව ඉහළ (හොඳ තද බව) |
| සැකසුම් පිරිවැය | පල්ට්රූඩ් තහඩු සැකසීමට පහසුය, නමුත් සංකීර්ණ අච්චු ගැසීම සඳහා අමතර ක්රියාවලීන් අවශ්ය වේ. | Prepreg උණුසුම්-පීඩන පිරිවැය ඉහළයි, නමුත් ඒකාබද්ධ අච්චු ගැසීමට ඉඩ සලසයි. |
| කල්පැවැත්ම | හොඳ තෙහෙට්ටුවට ප්රතිරෝධය, විශිෂ්ට විඛාදන ප්රතිරෝධය. | විශිෂ්ට තෙහෙට්ටුව කාර්ය සාධනය, නමුත් ගැල්වනික් විඛාදනයට එරෙහිව ආරක්ෂාව අවශ්ය වේ. |
| බර අඩු කර ගැනීම | ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහයට සාපේක්ෂව 20–30% බර අඩු වීම. | ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහයට සාපේක්ෂව 40–50% බර අඩු වීම. |
පිරිවැය-ඵලදායීතා අවස්ථා විශ්ලේෂණය
- අඩු වියදම් ප්රමුඛතා ඩ්රෝන යානා (උදා: පරීක්ෂණ, කෘෂිකාර්මික ඩ්රෝන යානා): – BFRP හට CFRP වලට වඩා 30-50% අඩු පිරිවැයක් සහ උසස් විඛාදන ප්රතිරෝධයක් සහිත, ඉහළ සමස්ත පිරිවැය-ඵලදායීතාවයක් ලබා දෙමින්, සමහර ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ සංරචක ප්රතිස්ථාපනය කළ හැකිය.
- ඉහළ දෘඪතාවක් සහ සැහැල්ලු නිර්මාණයක් අවශ්ය යෙදුම් (උදා: ධාවන ඩ්රෝන යානා, ගුවන් ඡායාරූපකරණ ඩ්රෝන යානා): - CFRP වායුගතික විරූපණය අඩු කරමින් ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකයේ සැලකිය යුතු වාසියක් ලබා දෙයි; වඩා මිල අධික වුවද, එහි ක්රියාකාරිත්වය ප්රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි ය.
- විශේෂ ක්රියාකාරී අවශ්යතා සහිත යෙදුම්: විද්යුත් චුම්භක විනිවිදභාවය හෝ තෙතමනය/කම්පන අඩු කිරීම අවශ්ය නම්, BFRP විශේෂිත සංරචක සඳහා අතිරේක ද්රව්යයක් ලෙස සේවය කළ හැකිය (උදා: රේඩාර් ගෝලාකාර).
- තාක්ෂණික අභියෝග සහ ප්රශස්තිකරණ දිශාවන්
- දෙමුහුන් ව්යුහ නිර්මාණය: BFRP + CFRP ලැමිෙන්ට්: පිරිවැය සහ කාර්ය සාධනය සමතුලිත කිරීම සඳහා ඉහළ දෘඩතා අවශ්යතා ඇති ප්රදේශවල දේශීයව කාබන් ෆයිබර් තැන්පත් කෙරේ.
- ක්රියාවලි වැඩිදියුණු කිරීම්: සංකීර්ණ ව්යුහයන් සෑදීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා BFRP ප්රෙප්රෙග්ස් හෝ 3D-මුද්රිත තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද ද්රව්ය සංවර්ධනය කිරීම.
- සම්බන්ධ කිරීමේ තාක්ෂණය: සන්ධි කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඇලවුම්-රිවට් කරන ලද සංයුක්ත සන්ධි හෝ අතිධ්වනික වෑල්ඩින් භාවිතා කරන්න.
ඉහත විශ්ලේෂණය මත පදනම්ව, BFRP කුඩා UAV වල මධ්යම සිට අඩු බර ව්යුහයන් සඳහා සුදුසු වන අතර බර අඩු කිරීම, විඛාදන ප්රතිරෝධය සහ තෙතමනය/කම්පන අඩු කිරීම අනුව යෙදුම් අගයක් ලබා දෙයි; කෙසේ වෙතත්, ඉහළ දෘඩතාවක් අවශ්ය ප්රදේශවල එය වළක්වා ගත යුතුය. දෘඩතාව තීරණාත්මක සාධකයක් නොව පිරිවැය නම්, BFRP CFRP ට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වඩා හොඳ පිරිවැය-ඵලදායීතාවයක් ලබා දෙයි.
අතිරේකව, පිරිවැය ප්රශස්ත කිරීම සඳහා BFRP/CFRP දෙමුහුන් නිර්මාණයක් සලකා බැලිය හැකිය.
දත්ත මත පදනම්ව ද්රව්ය තෝරා ගැනීම වේගවත් කිරීම සඳහා BFRP සහ CFRP වල බර සහ පිරිවැය සමාන ආරක්ෂක සාධක යටතේ සංසන්දනය කරමින්, නිශ්චිත සංරචක (ගුවන් රාමුව වැනි) අනුකරණය කිරීමට ද පරිමිත මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය (FEA) භාවිතා කළ හැකිය.
