Anyagtudományi és ipari közgazdaságtani szempontból ez a tanulmány szisztematikusan elemzi a szénszálas kompozit anyagok fejlesztési állapotát, technikai szűk keresztmetszeteit és jövőbeli trendjeit az alacsony magasságú gazdaság területén. A kutatások azt mutatják, hogy bár a szénszál jelentős előnyökkel jár a repülőgépek könnyűépítésében, a költségkontroll, a folyamatok optimalizálása és a szabványos rendszerkialakítás továbbra is kulcsfontosságú tényezők, amelyek korlátozzák nagyszabású alkalmazását.
1. A szénszálas anyagok jellemzőinek és az alacsony tengerszint feletti magasságú gazdaságosság közötti kompatibilitás elemzése
A mechanikai tulajdonságok előnyei:
- A fajlagos szilárdság eléri a 2450 MPa/(g/cm³) értéket, ami ötszöröse a repülőgépipari alumíniumötvözetnek.
- A fajlagos modulus meghaladja a 230 GPa/(g/cm³)-t, jelentős súlycsökkentő hatással
Gazdasági alkalmazás:
- A drón szerkezetének 1 kg-os súlycsökkentése körülbelül 8-12%-kal csökkentheti az energiafogyasztást.
- Az eVTOL súlyának minden 10%-os csökkentésével a hatótávolság 15-20%-kal nő.
2. Az ipari fejlődés jelenlegi állapota
Globális piaci struktúra:
- 2023-ra a szénszálak iránti globális teljes kereslet 135 000 tonna lesz, amelynek 22%-át a repülőgépipar teszi ki.
- A japán Toray a kis vontatók piacának 38%-át foglalja el.
Belföldi előrelépés:
- A termelési kapacitás éves összetett növekedési üteme eléri a 25%-ot (2018-2023).
- A T700 lokalizációs aránya meghaladja a 70%-ot, de a T800 és afeletti változatok továbbra is importra támaszkodnak.
3. Főbb technikai szűk keresztmetszetek
Anyagi szint:
- Prepreg folyamat stabilitása (a variációs együttható értékét 3%-on belül kell szabályozni)
- Kompozit anyag határfelületének kötési szilárdsága (80 MPa-nál nagyobb szilárdságúnak kell lennie)
Gyártási folyamat:
- Automatizált fektetési hatékonyság (jelenleg 30-50 kg/h, cél 100 kg/h)
- A kikeményedési ciklus optimalizálása (a hagyományos autoklávos folyamat 8-12 órát vesz igénybe)
4. Alacsony tengerszint feletti magasságú gazdasági alkalmazások kilátásai
Piaci kereslet előrejelzése:
- Az eVTOL szénszál iránti kereslet 2025-re eléri az 1500-2000 tonnát.
- A drónok iránti kereslet várhatóan meghaladja az 5000 tonnát 2030-ra.
Technológiai fejlődési trendek:
- Alacsony költség (célérték 80-100 dollár/kg-ra csökkent)
- Intelligens gyártás (digitális iker technológia alkalmazása)
- Újrahasznosítás és újrafelhasználás (a kémiai újrahasznosítási módszer hatékonyságának javítása)
Közzététel ideje: 2025. április 10.