संमिश्र पदार्थ त्यांच्या हलकेपणा, उच्च मजबुती, क्षरण-प्रतिरोधकता आणि लवचिकतेमुळे कमी उंचीवर उडणाऱ्या विमानांच्या निर्मितीसाठी आदर्श साहित्य बनले आहेत. कार्यक्षमता, बॅटरीचे आयुष्य आणि पर्यावरण संरक्षणाचा पाठपुरावा करणाऱ्या कमी उंचीवरील किफायतशीरतेच्या या युगात, संमिश्र पदार्थांचा वापर केवळ विमानांच्या कामगिरीवर आणि सुरक्षिततेवरच परिणाम करत नाही, तर तो संपूर्ण उद्योगाच्या विकासाला चालना देण्याची गुरुकिल्ली देखील आहे.
कार्बन फायबरसंमिश्र पदार्थ
त्याच्या हलकेपणा, उच्च मजबुती, गंज-प्रतिरोधकता आणि इतर वैशिष्ट्यांमुळे, कार्बन फायबर कमी उंचीवर उडणाऱ्या विमानांच्या निर्मितीसाठी एक आदर्श सामग्री बनली आहे. यामुळे केवळ विमानाचे वजन कमी होत नाही, तर कार्यक्षमता आणि आर्थिक लाभही सुधारतात, आणि ते पारंपरिक धातूंच्या सामग्रीसाठी एक प्रभावी पर्याय बनले आहे. स्कायकार्समधील ९०% पेक्षा जास्त संमिश्र सामग्री कार्बन फायबरची असते आणि उर्वरित सुमारे १०% ग्लास फायबरची असते. ईव्हीटीओएल (eVTOL) विमानांमध्ये, कार्बन फायबरचा वापर संरचनात्मक घटक आणि प्रणोदन प्रणालींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, जो सुमारे ७५-८०% असतो, तर बीम आणि सीटच्या संरचनेसारख्या अंतर्गत उपयोगांमध्ये याचा वाटा १२-१४% असतो आणि बॅटरी प्रणाली व एव्हियोनिक्स उपकरणांमध्ये ८-१२% वाटा असतो.
फायबरकाच संमिश्र साहित्य
फायबरग्लास प्रबलित प्लास्टिक (GFRP), त्याच्या गंज-प्रतिरोधक, उच्च आणि कमी तापमान-प्रतिरोधक, किरणोत्सर्ग-प्रतिरोधक, ज्वाला-रोधक आणि वृद्धत्व-विरोधी वैशिष्ट्यांमुळे, ड्रोनसारख्या कमी उंचीवर उडणाऱ्या विमानांच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. या सामग्रीच्या वापरामुळे विमानाचे वजन कमी करण्यास, पेलोड वाढवण्यास, ऊर्जा वाचवण्यास आणि एक सुंदर बाह्य रचना साध्य करण्यास मदत होते. त्यामुळे, GFRP हे कमी उंचीवरील विमानांच्या अर्थव्यवस्थेतील प्रमुख सामग्रींपैकी एक बनले आहे.
कमी उंचीवर उडणाऱ्या विमानांच्या उत्पादन प्रक्रियेत, एअरफ्रेम, पंख आणि शेपटी यांसारख्या महत्त्वाच्या संरचनात्मक घटकांच्या निर्मितीमध्ये फायबरग्लास कापडाचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. त्याच्या हलक्या वजनाच्या वैशिष्ट्यांमुळे विमानाची क्रूझ कार्यक्षमता सुधारण्यास आणि अधिक मजबूत संरचनात्मक ताकद व स्थिरता मिळण्यास मदत होते.
ज्या घटकांना उत्कृष्ट तरंग पारगम्यतेची आवश्यकता असते, जसे की रॅडोम आणि फेअरिंग, त्यांच्यासाठी सामान्यतः फायबरग्लास संमिश्र सामग्री वापरली जाते. उदाहरणार्थ, उच्च-उंचीवर लांब पल्ल्याचे UAV आणि यूएस एअर फोर्सचे RQ-4 “ग्लोबल हॉक” UAV त्यांच्या पंख, शेपटी, इंजिन कंपार्टमेंट आणि मागील फ्यूजलेजसाठी कार्बन फायबर संमिश्र सामग्री वापरतात, तर स्पष्ट सिग्नल प्रसारण सुनिश्चित करण्यासाठी रॅडोम आणि फेअरिंग फायबरग्लास संमिश्र सामग्रीचे बनवलेले असतात.
फायबरग्लास कापडाचा वापर विमानाचे फेअरिंग आणि खिडक्या बनवण्यासाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे विमानाचे स्वरूप आणि सौंदर्य तर वाढतेच, पण प्रवासाचा आरामही वाढतो. त्याचप्रमाणे, उपग्रहांच्या डिझाइनमध्ये, सौर पॅनेल आणि अँटेनाच्या बाह्य पृष्ठभागाची रचना तयार करण्यासाठी फायबरग्लास कापडाचा वापर केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे उपग्रहांचे स्वरूप आणि कार्यात्मक विश्वसनीयता सुधारते.
अॅरामिड फायबरसंमिश्र पदार्थ
बायोनिक नैसर्गिक मधमाशीच्या पोळ्याच्या षटकोनी संरचनेने डिझाइन केलेले अॅरामिड पेपर हनीकॉम्ब कोर मटेरियल त्याच्या उत्कृष्ट विशिष्ट शक्ती, विशिष्ट कडकपणा आणि संरचनात्मक स्थिरतेसाठी अत्यंत आदरणीय आहे. याव्यतिरिक्त, या मटेरियलमध्ये चांगले ध्वनीरोधक, उष्णतारोधक आणि ज्वालारोधक गुणधर्म देखील आहेत, आणि ज्वलनादरम्यान निर्माण होणारा धूर आणि विषारीपणा खूप कमी असतो. या वैशिष्ट्यांमुळे एरोस्पेस आणि उच्च-गती वाहतुकीच्या साधनांच्या उच्च-स्तरीय उपयोगांमध्ये याला एक महत्त्वाचे स्थान प्राप्त झाले आहे.
जरी अॅरामिड पेपर हनीकॉम्ब कोअर मटेरियलची किंमत जास्त असली तरी, विमाने, क्षेपणास्त्रे आणि उपग्रह यांसारख्या उच्च-स्तरीय उपकरणांसाठी, विशेषतः ब्रॉडबँड तरंग पारगम्यता आणि उच्च दृढता आवश्यक असलेल्या संरचनात्मक घटकांच्या निर्मितीमध्ये, एक प्रमुख हलके मटेरियल म्हणून त्याची निवड केली जाते.
हलके फायदे
विमानाच्या मुख्य संरचनेसाठी एक प्रमुख सामग्री म्हणून, अॅरामिड पेपर eVTOL सारख्या प्रमुख कमी उंचीवरील किफायतशीर विमानांमध्ये, विशेषतः कार्बन फायबर हनीकॉम्ब सँडविच लेयर म्हणून, महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतो.
मानवरहित हवाई वाहनांच्या क्षेत्रात, नोमेक्स हनीकॉम्ब मटेरियल (अरामिड पेपर) देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, त्याचा उपयोग फ्यूजलेज शेल, विंग स्किन, लीडिंग एज आणि इतर भागांमध्ये केला जातो.
इतरसँडविच संमिश्र साहित्य
मानवरहित हवाई वाहनांसारख्या कमी उंचीवर उडणाऱ्या विमानांच्या निर्मिती प्रक्रियेत, कार्बन फायबर, ग्लास फायबर आणि अरामिड फायबर यांसारख्या प्रबलित सामग्रीच्या वापराव्यतिरिक्त, हनीकॉम्ब, फिल्म, फोम प्लास्टिक आणि फोम ग्लू यांसारख्या सँडविच संरचनात्मक सामग्रीचाही मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
सँडविच सामग्रीच्या निवडीमध्ये, सामान्यतः हनीकॉम्ब सँडविच (जसे की पेपर हनीकॉम्ब, नोमेक्स हनीकॉम्ब, इत्यादी), लाकडी सँडविच (जसे की बर्च, पॉलोनिया, पाइन, बासवुड, इत्यादी) आणि फोम सँडविच (जसे की पॉलीयुरेथेन, पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड, पॉलिस्टीरिन फोम, इत्यादी) वापरले जातात.
फोम सँडविच संरचनेचा वापर UAV एअरफ्रेमच्या संरचनेत मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, कारण ती जलरोधक आणि तरंगणारी आहे, तसेच पंख आणि शेपटीच्या पंखाच्या अंतर्गत संरचनेतील पोकळ्या संपूर्णपणे भरता येतात, हा तिचा तांत्रिक फायदा आहे.
कमी वेगाच्या UAVs ची रचना करताना, कमी मजबुतीची आवश्यकता असलेल्या, नियमित आकाराच्या, मोठ्या वक्र पृष्ठभागांच्या आणि मांडणीस सोप्या भागांसाठी सामान्यतः हनीकॉम्ब सँडविच संरचना वापरल्या जातात, जसे की पुढच्या पंखांचे स्थिरीकरण पृष्ठभाग, उभ्या शेपटीचे स्थिरीकरण पृष्ठभाग, पंखांचे स्थिरीकरण पृष्ठभाग इत्यादी. जटिल आकार आणि लहान वक्र पृष्ठभाग असलेल्या भागांसाठी, जसे की एलिव्हेटरचे पृष्ठभाग, रडरचे पृष्ठभाग, एलरॉन रडरचे पृष्ठभाग इत्यादी, फोम सँडविच संरचनांना प्राधान्य दिले जाते. ज्या सँडविच संरचनांना अधिक मजबुतीची आवश्यकता असते, त्यांच्यासाठी लाकडी सँडविच संरचना निवडल्या जाऊ शकतात. ज्या भागांना उच्च मजबुती आणि उच्च कडकपणा दोन्हीची आवश्यकता असते, जसे की फ्यूजलेज स्किन, टी-बीम, एल-बीम इत्यादी, त्यांच्यासाठी सामान्यतः लॅमिनेट संरचना वापरली जाते. या घटकांच्या निर्मितीसाठी पूर्व-आकार देण्याची आवश्यकता असते, आणि आवश्यक इन-प्लेन कडकपणा, वाकण्याची ताकद, पीळ कडकपणा आणि मजबुती यांच्या आवश्यकतांनुसार, योग्य प्रबलित फायबर, मॅट्रिक्स मटेरियल, फायबरचे प्रमाण आणि लॅमिनेट निवडले जाते, आणि वेगवेगळे मांडणीचे कोन, थर आणि थरांचा क्रम यांची रचना केली जाते, आणि वेगवेगळ्या तापमानात उष्णता देऊन व दाब देऊन क्युरिंग केले जाते.
पोस्ट करण्याची वेळ: २२ नोव्हेंबर २०२४
