چھوٹے UAV ڈھانچے پر بیسالٹ فائبر لگانے کی فزیبلٹی

کی پراپرٹیز کا جائزہ بیسالٹ فائبر مضبوط پولیمر (bfrp)

مثال کے طور پر 5 ملی میٹر موٹی پلٹروڈ شیٹ کو لے کر، اس کے مخصوص جسمانی پیرامیٹرز مندرجہ ذیل ہیں: - تناؤ کی طاقت: ≥500 MPa

- لچک کا ماڈیولس: ≥40 GPa

- کثافت: 1.8–2.0 g/cm³

- وقفے پر لمبائی: 2.5–3.0%

- سنکنرن مزاحمت: بہترین (تیزاب، الکلیس اور یووی تابکاری کے خلاف مزاحم)

- تھرمل توسیع کا گتانک: کنکریٹ کی طرح؛ کم درجہ حرارت کی اچھی کارکردگی

چھوٹے UAV ڈھانچے میں درخواست کا فزیبلٹی تجزیہ

1. فوائد

• وزن میں کمی کی صلاحیت: ایلومینیم الائے (2.7 g/cm³) سے کم کثافت کے ساتھ، یہ ساختی وزن میں کمی کو قابل بناتا ہے، اس طرح پرواز کی برداشت اور تدبیر کو بہتر بناتا ہے۔
• مخصوص طاقت اور مخصوص ماڈیولس: مخصوص طاقت (طاقت/کثافت): ≈250–280 MPa·cm³/g، ایلومینیم مرکب (≈140) سے بہتر لیکن کاربن فائبر (≈600) سے کم۔
• مخصوص ماڈیولس (موڈولس/کثافت): ≈20–22 GPa·cm³/g، ایلومینیم مرکب سے موازنہ لیکن کاربن فائبر کا صرف ایک تہائی۔
• وائبریشن ڈیمپنگ کی خصوصیات: کاربن فائبر سے زیادہ ڈیمپنگ گتانک، فلائٹ کمپن کو کم کرنا اور سینسر کے استحکام کو بہتر بنانا۔ • برقی مقناطیسی شفافیت: کمیونیکیشن سگنلز میں مداخلت نہیں کرتی، یہ ریڈار یا اینٹینا کمپارٹمنٹ کے لیے موزوں بناتی ہے۔
• ماحولیاتی مزاحمت: مرطوب گرمی اور سنکنرن کے خلاف مزاحم، سمندری یا صنعتی ماحول میں UAVs کے لیے موزوں۔

2. تجویز کردہ درخواستیں

• درمیانے درجے سے کم بوجھ کے ڈھانچے: فسلیج فریم، لینڈنگ گیئر سپورٹ، ونگ ریبز۔
• غیر بوجھ برداشت کرنے والے اجزاء: اینٹینا ماؤنٹ، بیٹری ٹرے، سینسر ہاؤسنگ۔
• خاص ماحول کے لیے اجزاء: زرعی UAVs پر کیڑے مار دوا کے حل کے سامنے آنے والے حصے، میری ٹائم UAVs کے ہل۔

کاربن فائبر (CFRP) کے ساتھ لاگت کی کارکردگی کا موازنہ

موازنہ: بیسالٹ فائبر (BFRP) بمقابلہ کاربن فائبر (CFRP)

لاگت کی تاثیر کے منظر نامے کا تجزیہ

1. کم لاگت والے ترجیحی ڈرونز (مثلاً، معائنہ، زرعی ڈرون): - BFRP ایلومینیم مرکب کے کچھ اجزاء کی جگہ لے سکتا ہے، جس کی لاگت CFRP سے 30-50% کم ہے اور اعلی سنکنرن مزاحمت، اعلی مجموعی لاگت کی تاثیر پیش کرتی ہے۔
2. ایپلی کیشنز جن میں زیادہ سختی اور ہلکے وزن کے ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے (مثال کے طور پر، ریسنگ ڈرون، فضائی فوٹو گرافی ڈرون): - CFRP لچک کے ماڈیولس میں ایک اہم فائدہ پیش کرتا ہے، ایروڈینامک اخترتی کو کم کرتا ہے؛ اگرچہ زیادہ مہنگا ہے، اس کی کارکردگی ناقابل تلافی ہے۔
3. خصوصی فنکشنل ضروریات کے ساتھ ایپلی کیشنز: اگر برقی مقناطیسی شفافیت یا ڈیمپنگ/وائبریشن میں کمی کی ضرورت ہو تو، BFRP مخصوص اجزاء (مثلاً، ریڈار ڈومز) کے لیے ایک اضافی مواد کے طور پر کام کر سکتا ہے۔
4. تکنیکی چیلنجز اور اصلاح کی ہدایات
5. ہائبرڈ ڈھانچے کا ڈیزائن: BFRP + CFRP لیمینیٹ: مقامی طور پر ان علاقوں میں کاربن فائبر بچھاتے ہیں جہاں لاگت اور کارکردگی کو متوازن کرنے کے لیے زیادہ سختی کی ضرورت ہوتی ہے۔
6. عمل میں بہتری: پیچیدہ ڈھانچے بنانے کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے BFRP پری پریگس یا 3D پرنٹ شدہ فائبر سے تقویت یافتہ مواد تیار کریں۔
7. جوائننگ ٹیکنالوجی: جوڑوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے چپکنے والے مرکب جوڑوں یا الٹراسونک ویلڈنگ کو اپنائیں

مندرجہ بالا تجزیہ کی بنیاد پر، BFRP چھوٹے UAVs میں درمیانے سے کم بوجھ والے ڈھانچے کے لیے موزوں ہے اور وزن میں کمی، سنکنرن مزاحمت، اور ڈیمپنگ/وائبریشن میں کمی کے لحاظ سے ایپلیکیشن ویلیو پیش کرتا ہے۔ تاہم، اعلی سختی کی ضرورت والے علاقوں میں اس سے بچنا چاہیے۔ اگر سختی ایک اہم عنصر نہیں ہے لیکن قیمت ہے، BFRP CFRP کے مقابلے میں نمایاں طور پر بہتر لاگت کی تاثیر پیش کرتا ہے۔

مزید برآں، لاگت کو بہتر بنانے کے لیے BFRP/CFRP ہائبرڈ ڈیزائن پر غور کیا جا سکتا ہے۔

محدود عنصری تجزیہ (FEA) کو مخصوص اجزاء (جیسے ایئر فریم) کی نقل کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، BFRP اور CFRP کے وزن اور لاگت کا موازنہ حفاظتی عوامل کے تحت ڈیٹا کی بنیاد پر مواد کے انتخاب کو چلانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔