Forskning om UAV-tillämpningar av basalt twilltyg

BasaltfiberHur den är gjord, dess struktur och hur stark den förblir

Naturligt och giftfritt material basaltfiber produceras genom att smälta och dra ut vulkaniska bergarter. Att skapa basaltfibrer, basaltmalm värms upp till cirka 1500 °C innan den dras till kontinuerliga trådar genom spinnmunstycken av platina-rodiumlegering. Basaltfiber har överlägsna egenskaper på grund av sitt geologiska ursprung: den tål ett brett temperaturområde, men dess kontinuerliga drift vid 600 °C överträffar de flesta hartsmatriser och Glasfibers. Basaltfiberns motståndskraft mot alkaliska och sura miljöer säkerställer dess förlängda livslängd i en tuff miljö som hög luftfuktighet och närvaro av korrosiva gaser jämfört med vissa varianter av GFRP.

Utforska twillvävmönster

Kypertväv producerar förlängda varp- eller väftfloatningar som skapar ett tyg som faller effektivt och sitter perfekt. Twill-tyger är enklare att lägga för hand i UAV-delar med komplexa böjda profiler som luftintag och vingkåpor än tuskaftade tyger, och detta förenklar processen att lägga för hand och minskar defekter som rynkor eller feljustering av fibrer. Fördelen med det är att det kan användas i vakuumassisterad hartsinfusionsgjutning (VARTM) och hartsöverföringsgjutning (RTM).
De mekaniska fördelarna med twillstrukturen är att dess långa flottörer minskar fiberkrympning. Fiberns krympning borde teoretiskt sett förbättra fiberns draghållfasthetskonverteringseffektivitet, vilket gör att kompositen kan utnyttja fiberstyrkan mer fullt ut. Twilltyger har dock inte lika många sammanflätade garner som tuskaftstyger, vilket tenderar att sänka deras planära skjuvmodul något på grund av tygets extra flexibilitet.

Synergistisk förstärkande effekt av twillstruktur på skadetolerans: Basaltfiberförstärkta polymerföreningar (BFRP) är redan kända för att ha hög seghet, så att deras fellägen normalt involverar mer godartad fiberutvinning, i motsats till sprödbrott. I detta avseende förstärker twillgeometrin ytterligare detta fenomen. Den utökade deformerbarheten hos twillväven ger den en hög energiabsorberande förmåga vid stötbelastning. Fördelningen av fibrer och små plastiska deformationszoner avleder högre stötenergi. Som sådan genererar BFRP:s naturliga hållbarhet, tillsammans med dess energiabsorberande mekanism på grund av twillvävstrukturen, en synergistisk effekt på den totala stötskadortoleransen, vilket förbättrar materialets specifika energiabsorption (SEA). Detta gör BFRP-twillväv till en utmärkt kandidat för UAV-landningsställ eller vingens framkanter och områden som utsätts för fågelkollisioner eller skräppåverkan, eller något annat område som avsevärt ökar UAV:ens strukturella överlevnadsförmåga i en komplex driftsmiljö.