Руководство по выбору материалов
для экономичных полетов на малых высотах
Выбор правильного материала с учетом конкретных условий эксплуатации имеет решающее значение для производительности и долговечности.
Ссылаясь на матрицу сценариев, изложенную в Белой книге по экономике малых высот Китайского общества аэронавтики и астронавтики, мы подчеркиваем:типовые решения по материалам для ключевых применений.
Сценарий 1: Сельское хозяйство и лесное хозяйствоВ сельском хозяйстве, лесном хозяйстве, животноводстве и рыболовстве воздушные суда широко используются для перевозки урожая, посева, осмотра полей, распыления пестицидов, доставки мальков рыб и пожарного патрулирования.При выборе материалов в этом секторе следует отдавать приоритет:Влаго- и термостойкостьХимическая коррозионная стойкостьРекомендуемые решения по материалам включают:Ключевые несущие элементы конструкции(например, каркасы фюзеляжа, кронштейны распыления)ПА6-ГФ30Высокая прочность и отличная усталостная прочность. Поглощение влаги можно минимизировать с помощью соответствующей обработки поверхности. Подходит для длительных сельскохозяйственных работ с большой нагрузкой.Сплав ППО/ПСОгнестойкий и устойчивый к коррозии пестицидами. Идеально подходит для прецизионных деталей, таких как кронштейны баков для пестицидов и корпуса клапанов.Титановый сплавИсключительная прочность и коррозионная стойкость. Лучше всего подходит для сильно подверженных и многократно нагруженных деталей, таких как соединители распылительных рычагов.Химически стойкие открытые компоненты(например, распылительные насадки, баки для пестицидов, трубопроводы)PPS-GF40 с футеровкой из титанового сплаваСочетание стойкости ПФС к высоким температурам и химическим веществам с титановым покрытием обеспечивает превосходную защиту от проникновения пестицидов, значительно продлевая срок службы компонентов.Легкие внутренние компоненты(например, панели управления, интерьеры кабин, внутренние облицовочные панели)АБСЭкономически выгоден и легко формуется. Подходит для ненесущих деталей интерьера; следует избегать прямого химического воздействия.ПК (Поликарбонат)Отличная ударопрочность, идеально подходит для защитных покрытий экранов мониторинга или смотровых окон.Алюминиевый сплавЛегкий, легко формуется и после анодирования обладает высокой устойчивостью к влажным средам. Более экономичен, чем титановые сплавы для некритических деталей.
Сценарий 2: Транспортные приложения
В транспортных сценариях воздушные суда в основном используются для перевозки пассажиров и грузов, аэрофотосъемки, реагирования на чрезвычайные ситуации и спасательных операций.
Учитывая эти области применения, при выборе материала следует сосредоточиться на:
Легкая конструкция для повышения гибкости и выносливости в полете
Высокая жесткость и прочность, выдерживающие значительные структурные нагрузки и внешние воздействия
Исходя из конкретных требований, рекомендуются следующие решения по материалам:
Основные несущие конструкции
(например, каркасы фюзеляжа, шасси)
ПА6-ГФ30
Высокая жесткость и малый вес, повышающие эффективность полезной нагрузки и безопасность эксплуатации.
ПЭЭК-CF40
Исключительная прочность и усталостная устойчивость, подходят для критических разъемов в аварийно-спасательных устройствах (например, подъемных механизмах).
Титановый сплав
Превосходное соотношение прочности и веса, идеально подходит для высоконагруженных и безопасных конструктивных узлов спасательных самолетов (например, интерфейсов спасательных крюков).
Алюминиевый сплав
Легкий материал с относительно высокой прочностью может заменить PA6-GF30 во вторичных несущих конструкциях (например, кронштейнах грузового отсека).
Функциональные внутренние компоненты
(например, приборные панели, кронштейны, петли дверей кабины, разъемы)
Сплав ПК/АБС
Сочетает в себе термостойкость и технологичность, подходит для изготовления деталей сложной формы, снижая при этом вес и сохраняя прочность.
Алюминиевый сплав
Превосходная обрабатываемость по сравнению с титаном, идеально подходит для прецизионных подвижных деталей, требующих жестких допусков.
Высокоскоростные движущиеся компоненты
(например, валы роторов, шестерни трансмиссии)
PEEK-CF40 с покрытием из титанового сплава
Преимущество комбинации: ПЭЭК обеспечивает отличную износостойкость и гашение вибраций, а титановое покрытие повышает твердость поверхности и устойчивость к высоким температурам.
Прозрачные компоненты наблюдения
(например, окна, корпуса камер)
Поликарбонат (ПК)
Прозрачный и ударопрочный, обеспечивает хорошую видимость для оборудования для аэрофотосъемки.
Сценарий 3: Мониторинг окружающей среды на шельфе
В морских условиях оборудование часто работает в условиях соляного тумана, высокой влажности и коррозии, вызываемой морской водой.
Поэтому материалы должны демонстрироватьотличная химическая стойкость, особенно против соляного тумана и коррозии в морской воде. Кроме того, определенная степеньтермостойкостьдолжен выдерживать длительное воздействие солнечного света.Исходя из этих экологических требований, рекомендуются следующие решения по материалам:Компоненты, подвергающиеся сильному воздействию(например, корпуса датчиков, внешние кронштейны, крепления датчиков, поплавки)Титановый сплавИсключительная стойкость к коррозии в морской воде, идеально подходит для корпусов датчиков или якорных конструкций, находящихся под водой в течение длительного времени.Анодированный алюминиевый сплавПовышенная стойкость к соляному туману после анодирования, подходит для экономичных поплавков или внешних опорных кронштейнов.Сплав ППО/ПСОтличная коррозионная стойкость к морской воде, подходит для точных контрольно-измерительных приборов, работающих в условиях солевого тумана или погружения.ППС-GF40Высокая термостойкость и огнестойкость, идеально подходят для компонентов вокруг моторных отсеков или установок солнечных панелей.Основные компоненты устройства мониторинга(например, модули данных, герметичные корпуса)ПЭЭК-CF40Превосходное сопротивление ползучести и низкое влагопоглощение, предотвращающие ухудшение характеристик в условиях высокой влажности; идеально подходит для точных приборов с длительным сроком службы.Герметичные кабины для точных приборовРама из сплава PPO/PS + титанового сплаваПреимущество сочетания: сплав PPO/PS обеспечивает стойкость к коррозии в морской воде, а титановый каркас обеспечивает жесткость конструкции, предотвращая деформацию.Зоны высоких температур(например, кожухи двигателя, выхлопные трубы)PPS-GF40 с крепежом из титанового сплаваПреимущество комбинации: PPS обеспечивает термостойкость и коррозионную стойкость, а титановые крепежи предотвращают отказы соединений из-за ржавчины металла.Краткое содержаниеПриложения, чувствительные к затратам (например, сельское и лесное хозяйство):В первую очередь используйте PA6-GF30 + алюминиевый сплав, а PPS-GF40 или титановый сплав применяйте только в критических зонах, подверженных химической коррозии (например, точки воздействия пестицидов).Приложения, в которых производительность играет первостепенную роль (например, спасательные и транспортные операции):Сочетание титановых сплавов с PEEK-CF40 для основных несущих конструкций позволяет добиться баланса между легкостью конструкции и исключительной механической прочностью.Применение в экстремальных условиях (например, морской мониторинг):Титановый сплав необходим для компонентов, находящихся под водой в течение длительного времени, а для оптимизации затрат его дополняют сплавы PPO/PS и анодированный алюминий.Конечно, вышеизложенное представляет собой общие рекомендации.Основной принцип остается прежним:Мы можем либо сбалансировать производительность и стоимость за счет сочетания недорогих базовых материалов и высокопроизводительных критически важных деталей;или максимизировать эффективность затрат за счет гибридных конструкций (например, путем внедрения армирования титановым сплавом в пластиковые каркасы).
В следующей статье мы рассмотрим новые высокопроизводительные материалы, подходящие для более сложных применений.
Эл. почта
русский
English
français
Deutsch
italiano
español
português
العربية
日本語
한국의
中文