Nghiên cứu về ứng dụng UAV của vải dệt chéo bazan

Sợi bazanCách thức chế tạo, cấu trúc và độ bền của nó

Vật liệu tự nhiên và không độc hại sợi bazan Được tạo ra bằng cách nung chảy và kéo giãn đá núi lửa. Để tạo ra sợi bazanQuặng bazan được nung nóng đến khoảng 1500°C trước khi được kéo thành sợi liên tục thông qua các đầu phun hợp kim bạch kim-rhodium. Sợi bazan sở hữu những đặc tính vượt trội nhờ nguồn gốc địa chất của nó: nó chịu được phạm vi nhiệt độ rộng, nhưng khả năng hoạt động liên tục ở 600°C vượt trội hơn hầu hết các loại sợi nhựa. Sợi thủy tinhKhả năng chống chịu môi trường kiềm và axit của sợi bazan đảm bảo tuổi thọ sử dụng lâu dài trong môi trường khắc nghiệt như độ ẩm cao và sự hiện diện của khí ăn mòn so với một số biến thể của GFRP.

Khám phá các kiểu dệt chéo

Kiểu dệt chéo tạo ra các sợi dọc hoặc sợi ngang nổi dài, tạo nên loại vải có độ rủ tốt và ôm sát hoàn hảo. Vải chéo Loại vải này dễ trải bằng tay hơn so với vải dệt trơn trên các bộ phận UAV có hình dạng cong phức tạp như cửa hút gió và vỏ cánh, giúp đơn giản hóa quá trình trải bằng tay và giảm các khuyết tật như nếp nhăn hoặc lệch sợi. Ưu điểm của nó là có thể được sử dụng trong phương pháp ép khuôn bằng nhựa hỗ trợ chân không (VARTM) và ép khuôn chuyển nhựa (RTM).
Ưu điểm về mặt cơ học của cấu trúc dệt chéo là các sợi nổi dài giúp giảm độ xoắn của sợi. Về mặt lý thuyết, độ xoắn của sợi sẽ cải thiện hiệu quả chuyển đổi độ bền kéo của sợi, cho phép vật liệu composite tận dụng tối đa độ bền của sợi. Tuy nhiên, vải dệt chéo không có nhiều sợi đan xen như vải dệt trơn, điều này có xu hướng làm giảm nhẹ mô đun cắt trong mặt phẳng do tính linh hoạt bổ sung của vải.

Hiệu ứng tăng cường hiệp đồng của cấu trúc dệt chéo đối với khả năng chịu hư hại: Hợp chất polyme gia cường bằng sợi bazan (BFRP) Vật liệu composite sợi thủy tinh (BFRP) vốn đã nổi tiếng về độ bền cao, do đó các kiểu hỏng hóc của chúng thường liên quan đến việc tách sợi nhẹ hơn, trái ngược với gãy giòn. Về mặt này, cấu trúc dệt chéo càng làm tăng cường hiện tượng này. Khả năng biến dạng mở rộng của vải dệt chéo mang lại cho nó khả năng hấp thụ năng lượng cao trong trường hợp tải trọng va đập. Sự phân bố các sợi và các vùng biến dạng dẻo nhỏ giúp phân tán năng lượng va đập cao hơn. Như vậy, độ bền tự nhiên của BFRP, cùng với cơ chế hấp thụ năng lượng nhờ cấu trúc dệt chéo, tạo ra hiệu ứng cộng hưởng đối với khả năng chịu đựng hư hại do va đập tổng thể, giúp tăng cường khả năng hấp thụ năng lượng riêng của vật liệu (SEA). Điều này làm cho vải dệt chéo BFRP trở thành ứng cử viên xuất sắc cho bộ phận càng hạ cánh hoặc mép trước cánh của UAV và các khu vực tiếp xúc với va chạm chim hoặc mảnh vụn, hoặc bất kỳ khu vực nào khác giúp tăng đáng kể khả năng sống sót của cấu trúc UAV trong môi trường hoạt động phức tạp.