Oglekļa šķiedras lietojumi paplašinās līdz aviācijas un kosmosa helikopteru lāpstiņām un iespējamām Marsa nolaišanās vietām
21. janvārī tika sasniegts nozīmīgs pavērsiens, veiksmīgi ražojot 131-metru sauszemes vēja turbīnas lāpstiņu, ko veica uzņēmums Sany Heavy Energy Bayan Nur Zero Carbon Digital Industrial Park. Šis lāpstiņš, kas izmanto sausās strūklas slapjā vērpšanas 48K lielu tauvas augstas veiktspējas oglekļa šķiedru (CF), ko nodrošina ZF Godeagle, ne tikai uzstāda jaunu rekordu pasaulē garākās vēja turbīnas lāpstiņā, bet arī nozīmē ievērojamu izrāvienu vietējā tirgū. sausā strūkla slapjā vērpšana 48K liela tauva CF asmeņu piegādē virs 100 metri.
Oglekļa šķiedras pielietojums aviācijas un kosmosa nozarē paplašinās, un jaunākie notikumi ietver tās izmantošanu helikopteru lāpstiņās potenciālai nolaišanās uz Marsu. NASA Marsa helikopters "Ingenuity" pašlaik pēta Jezero krāteri uz Marsa, un tikmēr NASA inženieri uz Zemes testē oglekļa šķiedras asmeņus nākamās paaudzes Marsa helikopteriem. Paredzams, ka šie helikopteri pārsniegs Ingenuity veiktspēju turpmākajās Marsa misijās, jo īpaši Marsa parauga atgriešanas misijā, kas plānota 2030. gados.
Atmosfēras spiediens un virsmas gravitācija uz Marsa ir attiecīgi mazāks par 1% un viena trešdaļa no Zemes spiediena. Šī ārkārtīgi zemā virsmas spiediena dēļ "Ingenuity" helikoptera rotācijas ātrums (apgr./min) svārstās no 2400 līdz 2900, lai uzturētu lidojumu uz Marsa, kas ir ievērojami augstāks par 500 līdz 600 apgr./min, kas nepieciešami helikopteriem uz Zemes.
Helikopteram Ingenuity Mars ir četras oglekļa šķiedras lāpstiņas, kas veido divus pretēji rotējošus rotorus, katrs ar laidumu 1,2 metri un darbojas ar iepriekšminētajiem apgriezieniem minūtē. Turklāt, lai gan Ingenuity uz Zemes sver aptuveni 1,8 kilogramus, tā svars uz Marsa ir tikai 0,68 kilogrami, jo Marsa gravitācija ir viena trešdaļa no Zemes gravitācijas.
Nākamās paaudzes Marsa helikopteriem NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Pasadenā konstruē lāpstiņas, kas ir par 10 centimetriem garākas nekā Ingenuity, ar atšķirīgu dizainu un lielāku izturību.
Oglekļa šķiedras priekšrocības kosmosa lietojumos:
1. Augsta īpatnējā izturība un stingrība: Oglekļa šķiedras kompozītmateriāli ir slaveni ar savu izcilo stiprības un svara attiecību, ļaujot aviācijas un kosmosa inženieriem izstrādāt vieglas konstrukcijas, neapdraudot izturību, tādējādi uzlabojot degvielas patēriņa efektivitāti un kopējo veiktspēju.
2. Stingrība: Oglekļa šķiedrai piemīt stingrība, kas nodrošina izcilu konstrukcijas integritāti, kas ir ļoti svarīga kosmosa lietojumos, kur komponentiem jāsaglabā sava forma aerodinamiskās un mehāniskās slodzēs un jāiztur deformācija.
3. Izturība pret nogurumu: Oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem ir lieliska noguruma izturība, tāpēc tie ir piemēroti komponentiem, kas pakļauti cikliskai slodzei, piemēram, spārnu un fizelāžas konstrukcijām, uzlabojot kosmosa konstrukciju kalpošanas laiku un izturību.
4. Izturība pret koroziju: atšķirībā no metāliem, oglekļa šķiedra nerūsē, kas ir izdevīgi kosmosa lietojumiem, kas bieži pakļauti skarbiem vides apstākļiem, piemēram, liela augstuma un mainīgas temperatūras iedarbībai.
5. Dizaina elastība: Oglekļa šķiedras kompozītmateriālus var veidot sarežģītās formās, piedāvājot lielāku dizaina elastību, īpaši izdevīgi kosmosā, kur aerodinamiskie un strukturālie apsvērumi bieži prasa sarežģītus un racionālus dizainus.
6. Elektriskā vadītspēja: Oglekļa šķiedrai piemīt elektrovadītspēja, kas ir izdevīga noteiktiem kosmosa lietojumiem, jo to var izmantot statiskās elektrības un elektromagnētisko traucējumu izkliedēšanai, nodrošinot papildu funkcionalitāti gaisa kuģu konstrukcijā.
7. Termiskā stabilitāte: Oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem ir laba termiskā stabilitāte, kas ļauj tiem izturēt augstu temperatūru bez būtiskas degradācijas, kas ir kritiska īpašība aviācijas un kosmosa lietojumiem, kur komponenti lidojuma laikā var tikt pakļauti ļoti karstai videi.
8. Samazinātas uzturēšanas izmaksas: oglekļa šķiedras kompozītmateriālu izturība un izturība pret koroziju palīdz samazināt kosmosa komponentu apkopes izmaksas to kalpošanas laikā, pagarinot apkopes intervālus un uzlabojot uzticamību.
