Од перспектива на науката за материјали и индустриската економија, овој труд систематски ги анализира статусот на развој, техничките тесни грла и идните трендови на композитните материјали од јаглеродни влакна во областа на економијата на ниска надморска височина. Истражувањата покажуваат дека иако јаглеродните влакна имаат значителни предности во олеснивањето на авионите, контролата на трошоците, оптимизацијата на процесите и конструкцијата на стандарден систем се сè уште клучни фактори што ја ограничуваат нивната примена во голем обем.
1. Анализа на компатибилноста на карактеристиките на материјалот од јаглеродни влакна со економијата на ниска надморска височина
Предности на механичките својства:
- Специфичната јачина достигнува 2450MPa/(g/cm³), што е 5 пати поголема од онаа на авијациската алуминиумска легура.
- Специфичниот модул надминува 230GPa/(g/cm³), со значителен ефект на намалување на тежината
Економска примена:
- Намалувањето на тежината на структурата на дронот за 1 кг може да ја намали потрошувачката на енергија за околу 8-12%.
- За секое намалување на тежината од 10% на eVTOL, опсегот на крстарење се зголемува за 15-20%.
2. Моментална состојба на индустрискиот развој
Глобална структура на пазарот:
- Во 2023 година, глобалната вкупна побарувачка за јаглеродни влакна ќе биде 135.000 тони, од кои воздухопловната индустрија учествува со 22%.
- Јапонскиот „Торај“ зафаќа 38% од пазарот на мали влечни возила.
Домашен напредок:
- Годишната стапка на раст на производствениот капацитет достигнува 25% (2018-2023).
- Стапката на локализација на T700 надминува 70%, но T800 и повисоките модели сè уште зависат од увоз.
3. Клучни технички тесни грла
Ниво на материјал:
- Стабилност на процесот на препрегирање (вредноста на CV треба да се контролира во рамките на 3%)
- Јачина на врзување на интерфејсот на композитен материјал (треба да достигне повеќе од 80MPa)
Процес на производство:
- Автоматизирана ефикасност на поставување (моментално 30-50 кг/ч, цел 100 кг/ч)
- Оптимизација на циклусот на стврднување (традиционалниот процес на автоклав трае 8-12 часа)
4. Перспективи за економски апликации на ниска надморска височина
Прогноза за побарувачката на пазарот:
- Побарувачката за eVTOL јаглеродни влакна ќе достигне 1.500-2.000 тони во 2025 година
- Се очекува побарувачката во областа на беспилотните летала да надмине 5.000 тони во 2030 година
Трендови во развојот на технологијата:
- Ниска цена (целта е намалена на 80-100 долари/кг)
- Интелигентно производство (примена на технологијата на дигитални близнаци)
- Рециклирање и повторна употреба (подобрување на ефикасноста на методот на хемиско рециклирање)
Време на објавување: 10 април 2025 година