Néhány nappal ezelőtt a NASA és az Egyesült Államok Légierő Kutatólaboratóriuma közösen fejlesztettek ki egy új technológiát a magas hőmérsékletű polimerek 3D nyomtatására, amelyet várhatóan a jövőben használnak a repülőgép-hajtóművekben. Ennek a technológiának az anyaga szénszál. A modern harci fegyverek és felszerelések gyors fejlődése az alacsony energiafogyasztás, a nagy hasznos teher, a lopakodás és a nagy mobilitás felé irányul, és magasabb követelményeket támasztanak a fegyverek gyártásához használt anyagokkal szemben. A szénszálas kompozit anyagokat, amelyeket&"; fekete arany [GG" "néven ismernek, széles körben használják a honvédelmi és katonai iparban, kiváló anyagtulajdonságaik miatt. A szénszálas anyagok felhasználása a jobban teljesítő fegyverek és felszerelések létrehozásához régóta új harctérré vált, ahol katonai hatalmak versenyeznek.
A lenyűgöző&"; fekete arany [GG" ";
Ne feledje, a robot&"; Nagy fehér [GG" "; a Big Hero 6 című animációs filmben? Ennek az orvosi robotnak a prototípusa, amely számtalan embert megérintett, szénszálas anyagokból készült. Ez lehetővé teszi számára, hogy ellenálljon a zúzásnak és a verésnek. Valójában még az F-35-ös vadászgép is, amelyet korábban a túlsúlyos probléma aggasztott, végre megvalósította álmát a repülésről, akár 35% szénszálas kompozit anyagok felhasználásával. A szénszálat, amelyet&"; fekete arany [GG" "néven ismernek, már régóta széles körben használják a honvédelem és a hadsereg területén. Nélkülözhetetlen alapanyag rakéták, műholdak, rakéták, vadászgépek és hajók számára.
A szénszál eredete 1860 -ra vezethető vissza. Az angol Joseph Swan feltalálta és szabadalmaztatta a szénszálat, amikor elektromos izzószálat készített. A szénszál valóban bevezette a&"; kutatási és alkalmazási szakasz, vagy valami az 1950 -es évek után. 1958-ban amerikai kutatók fedeztek fel először nagy teljesítményű szénszálat, majd japán és brit kutatók a szénszál teljesítményének javítására és fejlesztésére. A hetvenes évekre szén-dioxid-anyagok kezdtek megjelenni a vadászrepülőgépek szerkezeti részeiben, és a szénszálas anyagok láthatók olyan vadászrepülőgépeken, mint az F-15, B-1, F-16 és F-18. Az amerikai légierő&39-es, szénszálas kompozit anyagokat használó F-22 és F-35 vadászgépén kívül az X-47B, a Global Hawk és más felszerelések is szénszálas anyagokat használnak a hasznos teher jelentős növelése érdekében, kitartás és túlélés.
Nem túlzás leírni a szénszálas anyagokat&", kőzetszilárd és kemény, mint a haj &". Függetlenül attól, hogy a szénszálas anyagok ugyanolyan lágyak és feldolgozhatók, mint a textilszálak, a nagy teljesítményű anyagok új generációja, amelyek nagyobb szilárdságúak, mint az acél, korrózióállósággal, magas hőállósággal, valamint jó elektromos és hővezető képességgel rendelkeznek. A szénszálas anyagból készült kerékpárok, amelyekkel az emberek általában kapcsolatba kerülnek, leggyakrabban a szénszálas anyagok képlékeny alakváltozásának hiányára támaszkodnak, ami nemcsak csökkenti az autó karosszériájának súlyát, hanem nagymértékben javítja a kerékpár élettartamát is.
Jelenleg még mindig van mit javítani a szénszálas kompozit anyagok tulajdonságain. A gyanta területén, ahol a szénszálas anyagokra összpontosít, a szénszál alkalmazása tovább növeli a fegyverek és felszerelések különböző részeinek élettartamát, és jelentősen javítja az ütésállóságot, a fáradtságállóságot, a gyárthatóságot, valamint a hő- és páraállóságot. fegyverzet. A Nemzeti Légiforgalmi és Űrügynökség és az amerikai légierő kutatólaboratórium által elért 3D nyomtatás tovább javítja a nagyméretű és összetett alkatrészek feldolgozásának megbízhatóságát.
Az&"új anyagok királya &"; a nagyhatalmak közötti versenyben
A modern harci fegyverek és felszerelések gyors fejlődése az alacsony energiafogyasztás, a nagy hasznos teher, a lopakodás és a nagy mobilitás felé új és magasabb követelményeket támaszt a fegyverek és felszerelések gyártásának új anyagtechnológiájával szemben. Visszatekintve a történelemre, nem nehéz megállapítani, hogy minden alkalommal, amikor jelentős kutatási előrelépés történik a szénszálas anyagok terén, azt a kapcsolódó katonai szükségletek erős vonzereje kíséri. Az 1950-es években, az olyan kulcsfontosságú műszaki problémák megoldása érdekében, mint a rakétafúvókák és robbanófejek magas hőállósága és korrózióállósága, az Egyesült Államok vezető szerepet vállalt a viszkóz alapú szénszálak kifejlesztésében. Azóta a nagyobb teljesítményű és többféle szénszálas anyag megjelenésével a látszólag lágy szálak váltak az&"új anyagok királyává &"; a nagyhatalmak közötti versenyben.
A szénszál egy új típusú nagy teljesítményű szál, amelynek széntartalma meghaladja a 95%-ot. Nehéz gyártani, és fontos mutatója a fegyverberendezések fejlett teljesítményének. A szénszálas anyagok gyártási folyamata nagyon összetett, vegyi anyagokat, textíliát, anyagokat, precíziós gépeket és más területeket foglal magában. Ez egy szisztematikus projekt, amely integrálja a multidiszciplináris, kifinomult és csúcstechnológiát. Mivel a teljes gyártási folyamat több ezer paraméter, például páratartalom, koncentráció, viszkozitás és áramlási sebesség nagy pontosságú vezérléséhez kapcsolódik, egy kis figyelmetlenség komolyan befolyásolja a szénszálas anyagok teljesítményét és minőségi stabilitását. Ezért csak néhány ország képes stabilan előállítani nagy teljesítményű szénszálas anyagokat.
Valójában a szénszálas anyagok, különösen a nagy szilárdságú szénszálas prekurzorok használhatók nagyteljesítményű fegyverek és felszerelések fejlesztésében, és így embargó szintet értek el egyes országok exportlistáján, amelyek egyenértékűek a nukleáris fegyver technológiával. Ezért a szénszálas anyagok új generációjának, valamint a nagyobb teljesítményű fegyvereknek és felszereléseknek a kifejlesztése&"lett; kiemelt &"; hogy a különböző katonai hatalmak élvonalbeli erővel versenyezzenek. Jelenleg a különböző katonai hatalmak a &, szénszálas anyagok &, valamint a szénszálas anyagok&területére irányultak. és versenyeznek a szénszálas anyagok fejlesztésére vonatkozó tervek elindításáért, amelyek&"versenyt &" indíthatnak el; a szénszálas anyagok fejlesztésében. Az amerikai védelmi minisztérium Advanced Research Projects Agency korábban jelentős beruházásokat hajtott végre a szénszálas anyagok szilárdságát javító projektekben, és a Nemzeti Légiforgalmi és Űrügynökség is aktívan fektetett az új szénszálas hővédelmi rendszerek kutatására.
& "A tenger alatti világig &"; széles fejlődési kilátásokkal rendelkezik
A kapcsolódó technológiák növekvő érettségével és a fegyverek és felszerelések iránti növekvő kereslettel a szénszálas anyagok alkalmazása is egyre tökéletesebbé válik. A szénszálas anyagok, amelyek számos előnnyel rendelkeznek, mint például a könnyű súly, a nagy szilárdság és a vegyi korrózióállóság, mindenféleképpen belépnek a fegyverek és felszerelések területére, és elérik&"a tenger alatti világot. GG], széles fejlesztési kilátásokkal.
A repülésgyártás területén a szénszálas anyagok alkalmazása régóta nélkülözhetetlen. Az F-35 vadászrepülő sisak fő teste nagy teljesítményű szénszálas anyagokat használ, amelyek a légsebességet, az irányt, a magasságot, a célinformációkat és a radar figyelmeztetéseket vetíthetik közvetlenül a sisak' maszkjára, példátlan példányokat biztosítva a pilótáknak. helyzetismeretet. A „Solar Impulse 2” napelemes repülőgép, amely 2015-ben kezdte meg globális repülési útját, szénszálas anyagokat használ „meleg kabátként” a teljes szerkezet 80% -ában, ami szintén több energiát takarít meg a repülés során. Amellett, hogy megfelel a karosszéria súlycsökkentésének és különleges teljesítménykövetelményeinek, a radarhullámokat hatékonyan elnyelő szénszálas anyag egy&"lopakodó bevonatot &" is elhelyez. a harcoson. Az amerikai B-2 bombázó és az F-117A vadászgép törzse is szénszálas elnyelő anyagokat használ.
A drónok területén a szénszálas anyagok váltak a pótolhatatlan&"legjobb héj [GG" "-é. A teherbírás és az állóképesség biztosítása érdekében az UAV héjnak speciális, nagy szerkezeti szilárdságú és könnyű súlyú anyagokra van szüksége. A korábban széles körben használt alumíniumötvözetekkel és műszaki műanyagokkal összehasonlítva a szénszálas anyagok könnyűek, nagy szilárdságúak, jobb elektromágneses árnyékolási és lopakodási jellemzőkkel rendelkeznek, és kényelmesebbek az integrált gyártáshoz és öntéshez. A jövőben ezek lesznek az UAV kagylók fő anyaga. . Különösen a szénszálból készült, mindössze 106 milligramm súlyú mikropilóta nélküli repülőgép juthat be a szűkre szorított térbe, ahol információt kereshet, és széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik a katonai és polgári területen.
A szénszálas anyagok nemcsak az égbe, hanem a tengerbe is mehetnek. Az USA&"; Ford &"; a repülőgép -hordozó nagyszámú szénszálas anyagot használ a&"karcsúsításhoz." A svéd királyi haditengerészet&"; Visby &"; osztályú lopakodó fregatt szénszálas anyagokat használ, amelyek nemcsak nagy szilárdsággal és tartóssággal rendelkeznek, hanem kiváló ütésállósággal is rendelkeznek. Az indiai haditengerészet szénszálas anyagokat is kizárólag Svédországból importált a&"; Giltan &" gyártásakor. és&", Kavalati [GG" "; fregattok.
Ezenkívül a szénszálas anyagokat széles körben használják műholdakban, rakétákban és rakétahajtóművekben is. Különösen akkor, ha a műholdak&", jég és tűz [GG" "; az űrrepülés során a szinte elhanyagolható hőtágulási együtthatójú szénszálas anyagok pontosan a&"megmentők &"; műholdakról. A kutatók még szénszálas hordót is bevezettek, ami nagymértékben javíthatja a lőfegyver lövési pontosságát, tartósságát és cső élettartamát. A&"; nagy dráma &"; a szénszál katonai alkalmazásához való tartozás csak most kezdődött el.
