Ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտներ. Հիմնական նյութեր՝ հնարավորություններ և մարտահրավերներ ցածր բարձրության տնտեսության զարգացման համար

Նյութագիտության և արդյունաբերական տնտեսագիտության տեսանկյունից, այս հոդվածը համակարգված կերպով վերլուծում է ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտային նյութերի զարգացման վիճակը, տեխնիկական խոչընդոտները և ապագա միտումները ցածր բարձրության տնտեսության ոլորտում: Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ չնայած ածխածնային մանրաթելն ունի զգալի առավելություններ ինքնաթիռների թեթևացման գործում, ծախսերի վերահսկումը, գործընթացների օպտիմալացումը և ստանդարտ համակարգերի կառուցումը դեռևս հիմնական գործոններ են, որոնք սահմանափակում են դրա լայնածավալ կիրառումը:

1. Ածխածնային մանրաթելային նյութի բնութագրերի համատեղելիության վերլուծություն ցածր բարձրության տնտեսության հետ

Մեխանիկական հատկությունների առավելությունները.

• Տեսակարար ամրությունը հասնում է 2450 ՄՊա/(գ/սմ³), որը 5 անգամ ավելի է, քան ավիացիոն ալյումինե համաձուլվածքինը։
• Տեսակարար մոդուլը գերազանցում է 230 ԳՊա/(գ/սմ³), ինչը զգալիորեն նվազեցնում է քաշը

Տնտեսական կիրառություն.

• Դրոնի կառուցվածքի քաշը 1 կգ-ով կրճատելը կարող է նվազեցնել էներգիայի սպառումը մոտ 8-12%-ով։
• eVTOL-ի քաշի յուրաքանչյուր 10% նվազեցման դեպքում նավարկության հեռավորությունը մեծանում է 15-20%-ով։

2. Արդյունաբերական զարգացման ներկայիս վիճակը

Համաշխարհային շուկայի կառուցվածքը.

• 2023 թվականին ածխածնային մանրաթելի համաշխարհային ընդհանուր պահանջարկը կկազմի 135,000 տոննա, որից 22%-ը կկազմի ավիատիեզերական արդյունաբերությունը։
• Ճապոնական Toray-ը զբաղեցնում է փոքր քարշակման շուկայի 38%-ը։

Ներքին առաջընթաց.

• Արտադրական հզորությունների տարեկան բարդ աճի տեմպը հասնում է 25%-ի (2018-2023):
• T700-ի տեղայնացման մակարդակը գերազանցում է 70%-ը, սակայն T800-ը և ավելի բարձր մոդելները դեռևս կախված են ներմուծումից։

3. Հիմնական տեխնիկական խոչընդոտներ

Նյութական մակարդակ:

• Նախնական պրեգ գործընթացի կայունություն (CV արժեքը պետք է վերահսկվի 3%-ի սահմաններում)
• Կոմպոզիտային նյութի միջերեսային կպչունության ամրությունը (պետք է հասնի ավելի քան 80 ՄՊա)

Արտադրական գործընթաց՝

• Ավտոմատացված տեղադրման արդյունավետություն (ներկայումս՝ 30-50 կգ/ժ, նպատակային՝ 100 կգ/ժ)
• Չորացման ցիկլի օպտիմալացում (ավանդական ավտոկլավային գործընթացը տևում է 8-12 ժամ)

4. Ցածր բարձրության վրա տնտեսական կիրառությունների հեռանկարները

Շուկայի պահանջարկի կանխատեսում.

• eVTOL ածխածնային մանրաթելի պահանջարկը 2025 թվականին կհասնի 1500-2000 տոննայի
• Անօդաչու թռչող սարքերի ոլորտի պահանջարկը 2030 թվականին կանխատեսվում է գերազանցել 5000 տոննան

Տեխնոլոգիաների զարգացման միտումները.

• Ցածր գին (նպատակը նվազեցված է մինչև $80-100/կգ)
• Ինտելեկտուալ արտադրություն (թվային երկվորյակների տեխնոլոգիայի կիրառում)
• Վերամշակում և վերօգտագործում (քիմիական վերամշակման մեթոդի արդյունավետության բարձրացում)