Materiais compósitos se tornaram materiais ideais para a fabricação de aeronaves de baixa altitude devido à sua leveza, alta resistência, resistência à corrosão e plasticidade. Nesta era de economia de baixa altitude que busca eficiência, vida útil da bateria e proteção ambiental, o uso de materiais compósitos não afeta apenas o desempenho e a segurança das aeronaves, mas também é a chave para promover o desenvolvimento de toda a indústria.
Fibra de carbonomaterial compósito
Devido à sua leveza, alta resistência, resistência à corrosão e outras características, a fibra de carbono se tornou um material ideal para a fabricação de aeronaves de baixa altitude. Ela pode não apenas reduzir o peso da aeronave, mas também melhorar o desempenho e os benefícios econômicos, além de se tornar um substituto eficaz para materiais metálicos tradicionais. Mais de 90% dos materiais compostos em skycars são fibra de carbono, e os cerca de 10% restantes são fibra de vidro. Em aeronaves eVTOL, a fibra de carbono é amplamente utilizada em componentes estruturais e sistemas de propulsão, respondendo por cerca de 75-80%, enquanto aplicações internas, como vigas e estruturas de assentos, respondem por 12-14%, e sistemas de bateria e equipamentos aviônicos respondem por 8-12%.
Fibramaterial composto de vidro
O plástico reforçado com fibra de vidro (GFRP), com suas características de resistência à corrosão, resistência a altas e baixas temperaturas, resistência à radiação, retardante de chamas e antienvelhecimento, desempenha um papel importante na fabricação de aeronaves de baixa altitude, como drones. A aplicação deste material ajuda a reduzir o peso da aeronave, aumentar a carga útil, economizar energia e obter um belo design exterior. Portanto, o GFRP se tornou um dos principais materiais na economia de baixa altitude.
No processo de produção de aeronaves de baixa altitude, o tecido de fibra de vidro é amplamente utilizado na fabricação de componentes estruturais importantes, como fuselagens, asas e caudas. Suas características leves ajudam a melhorar a eficiência de cruzeiro da aeronave e fornecem maior resistência estrutural e estabilidade.
Para componentes que exigem excelente permeabilidade de ondas, como radomos e carenagens, geralmente são usados materiais compostos de fibra de vidro. Por exemplo, o UAV de longo alcance de alta altitude e o UAV RQ-4 “Global Hawk” da Força Aérea dos EUA usam materiais compostos de fibra de carbono para suas asas, cauda, compartimento do motor e fuselagem traseira, enquanto o radomo e a carenagem são feitos de materiais compostos de fibra de vidro para garantir uma transmissão de sinal clara.
O tecido de fibra de vidro pode ser usado para fazer carenagens e janelas de aeronaves, o que não apenas melhora a aparência e a beleza da aeronave, mas também aumenta o conforto durante o voo. Da mesma forma, no design de satélites, o tecido de fibra de vidro também pode ser usado para construir a estrutura da superfície externa de painéis solares e antenas, melhorando assim a aparência e a confiabilidade funcional dos satélites.
Fibra de aramidamaterial compósito
O material do núcleo alveolar de papel de aramida, projetado com a estrutura hexagonal de um favo de mel natural biônico, é altamente respeitado por sua excelente resistência específica, rigidez específica e estabilidade estrutural. Além disso, este material também possui boas propriedades de isolamento acústico, isolamento térmico e retardante de chamas, e a fumaça e a toxicidade geradas durante a combustão são muito baixas. Essas características o tornam um material de alta performance em aplicações aeroespaciais e meios de transporte de alta velocidade.
Embora o custo do material do núcleo de favo de mel de papel aramida seja mais alto, ele é frequentemente selecionado como um material leve essencial para equipamentos de ponta, como aeronaves, mísseis e satélites, especialmente na fabricação de componentes estruturais que exigem permeabilidade de ondas de banda larga e alta rigidez.
Benefícios leves
Como material essencial na estrutura da fuselagem, o papel de aramida desempenha um papel vital nas principais aeronaves econômicas de baixa altitude, como o eVTOL, especialmente como uma camada sanduíche de favo de mel de fibra de carbono.
No campo de veículos aéreos não tripulados, o material alveolar Nomex (papel de aramida) também é amplamente utilizado, sendo usado na fuselagem, revestimento da asa, bordo de ataque e outras peças.
Outromateriais compósitos sanduíche
Aeronaves de baixa altitude, como veículos aéreos não tripulados, além de usar materiais reforçados como fibra de carbono, fibra de vidro e fibra de aramida no processo de fabricação, materiais estruturais tipo sanduíche, como favo de mel, filme, espuma plástica e cola de espuma também são amplamente utilizados.
Na seleção de materiais de sanduíche, os mais usados são sanduíche de favo de mel (como favo de mel de papel, favo de mel Nomex, etc.), sanduíche de madeira (como bétula, paulownia, pinho, tília, etc.) e sanduíche de espuma (como poliuretano, cloreto de polivinila, espuma de poliestireno, etc.).
A estrutura de sanduíche de espuma tem sido amplamente utilizada na estrutura de fuselagens de UAV devido às suas características à prova d'água e flutuantes e às vantagens tecnológicas de poder preencher as cavidades da estrutura interna da asa e da cauda como um todo.
Ao projetar UAVs de baixa velocidade, estruturas sanduíche de favo de mel são geralmente usadas para peças com requisitos de baixa resistência, formas regulares, grandes superfícies curvas e fáceis de dispor, como superfícies de estabilização da asa dianteira, superfícies de estabilização da cauda vertical, superfícies de estabilização da asa, etc. Para peças com formas complexas e pequenas superfícies curvas, como superfícies de elevador, superfícies de leme, superfícies de leme de aileron, etc., estruturas sanduíche de espuma são preferidas. Para estruturas sanduíche que exigem maior resistência, estruturas sanduíche de madeira podem ser selecionadas. Para as peças que exigem alta resistência e alta rigidez, como revestimento da fuselagem, viga T, viga L, etc., a estrutura laminada é geralmente usada. A fabricação desses componentes requer pré-moldagem e, de acordo com a rigidez no plano, resistência à flexão, rigidez torcional e requisitos de resistência necessários, selecione a fibra reforçada apropriada, material de matriz, conteúdo de fibra e laminado, e projete diferentes ângulos de colocação, camadas e sequência de camadas, e cure através de diferentes temperaturas de aquecimento e pressões de pressurização.
Horário da publicação: 22/11/2024
