მასალათმცოდნეობისა და სამრეწველო ეკონომიკის პერსპექტივიდან, ეს ნაშრომი სისტემატურად აანალიზებს ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების განვითარების სტატუსს, ტექნიკურ შეფერხებებსა და სამომავლო ტენდენციებს დაბალი სიმაღლის ეკონომიკის სფეროში. კვლევები აჩვენებს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ნახშირბადის ბოჭკოს მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვს თვითმფრინავების მსუბუქ წონაში დაწევაში, ხარჯების კონტროლი, პროცესის ოპტიმიზაცია და სტანდარტული სისტემის კონსტრუქცია კვლავ მისი ფართომასშტაბიანი გამოყენების შემზღუდავი ძირითადი ფაქტორებია.
1. ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალის მახასიათებლების დაბალ სიმაღლეზე ეკონომიკასთან თავსებადობის ანალიზი
მექანიკური თვისებების უპირატესობები:
- სპეციფიკური სიმტკიცე აღწევს 2450 მპა/(გ/სმ³), რაც ავიაციის ალუმინის შენადნობის 5-ჯერ მეტია.
- სპეციფიკური მოდული აღემატება 230 გპა/(გ/სმ³)-ს, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს წონას
ეკონომიკური გამოყენება:
- დრონის სტრუქტურის წონის 1 კგ-ით შემცირება ენერგიის მოხმარებას დაახლოებით 8-12%-ით შეამცირებს.
- eVTOL-ის წონის ყოველი 10%-ით შემცირებისას, საკრუიზო დიაპაზონი 15-20%-ით იზრდება.
2. სამრეწველო განვითარების ამჟამინდელი მდგომარეობა
გლობალური ბაზრის სტრუქტურა:
- 2023 წელს ნახშირბადის ბოჭკოზე გლობალური მოთხოვნა 135 000 ტონას შეადგენს, საიდანაც 22% აერონავტიკაზე მოდის.
- იაპონიის Toray-ს მცირე ზომის ბუქსირების ბაზრის 38% უჭირავს.
შიდა პროგრესი:
- წარმოების სიმძლავრის წლიური რთული ზრდის ტემპი 25%-ს აღწევს (2018-2023).
- T700-ის ლოკალიზაციის მაჩვენებელი 70%-ს აჭარბებს, თუმცა T800 და ზემოთ მოდელები კვლავ იმპორტზეა დამოკიდებული.
3. ძირითადი ტექნიკური შეფერხებები
მასალის დონე:
- პრეპრეგ პროცესის სტაბილურობა (CV მნიშვნელობა უნდა გაკონტროლდეს 3%-ის ფარგლებში)
- კომპოზიტური მასალის ინტერფეისის შეერთების სიმტკიცე (საჭიროა 80 მპა-ზე მეტის მიღწევა)
წარმოების პროცესი:
- ავტომატური დაგების ეფექტურობა (ამჟამად 30-50 კგ/სთ, მიზანი 100 კგ/სთ)
- გამყარების ციკლის ოპტიმიზაცია (ტრადიციული ავტოკლავირების პროცესი 8-12 საათს გრძელდება)
4. დაბალი სიმაღლის ეკონომიკური გამოყენების პერსპექტივები
ბაზრის მოთხოვნის პროგნოზი:
- eVTOL ნახშირბადის ბოჭკოზე მოთხოვნა 2025 წელს 1500-2000 ტონას მიაღწევს.
- დრონების სფეროში მოთხოვნა, სავარაუდოდ, 2030 წელს 5000 ტონას გადააჭარბებს.
ტექნოლოგიის განვითარების ტენდენციები:
- დაბალი ღირებულება (სამიზნე შემცირებულია $80-100/კგ-მდე)
- ინტელექტუალური წარმოება (ციფრული ტყუპების ტექნოლოგიის გამოყენება)
- გადამუშავება და ხელახალი გამოყენება (ქიმიური გადამუშავების მეთოდის ეფექტურობის გაუმჯობესება)
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 10 აპრილი