Süsinikkiurakendused laienevad kosmosehelikopterite labadele ja potentsiaalsetele Marsi maandumistele
21. jaanuaril saavutati oluline verstapost, kui Sany Heavy Energy tootis Bayan Nur Zero Carbon Digital Industrial Parkis edukalt 131-meetrise maismaatuuliku laba. See tera, mis kasutab kuivjoaga märgpöörlevat 48K suurt puksiiri suure jõudlusega süsinikkiudu (CF), mida pakub ZF Godeagle, ei püstita mitte ainult maailma pikima maismaal asuva tuuleturbiini laba rekordit, vaid tähistab ka olulist läbimurret kodumaise tootmise jaoks. kuivjoaga märgketrus 48K suur puksiiri CF üle 100 terade tarnimisel meetrit.
Süsinikkiu kasutamine lennunduses kosmosesektoris laieneb ning hiljutised arengud hõlmavad selle kasutamist helikopterite labades potentsiaalsete Marsi maandumiste jaoks. NASA Marsi helikopter "Ingenuity" uurib praegu Marsil asuvat Jezero kraatrit ja vahepeal katsetavad NASA insenerid Maal süsinikkiust labasid järgmise põlvkonna Marsi helikopterite jaoks. Eeldatakse, et need helikopterid ületavad Ingenuity jõudlust tulevastel Marsi-missioonidel, eriti 2030. aastateks kavandatud Marsi proovide tagastamise missioonil.
Atmosfäärirõhk ja pinnagravitatsioon Marsil on vastavalt alla 1% ja ühe kolmandiku Maa omast. Tänu sellele ülimadalale pinnarõhule jääb "Ingenuity" helikopteri pöörlemiskiirus (rpm) vahemikku 2400–2900, et säilitada lend Marsil, mis on oluliselt kõrgem kui 500–600 pööret minutis, mis on vajalik kopterite jaoks Maal.
Helikopteril Ingenuity Mars on neli süsinikkiust laba, mis moodustavad kaks vastassuunas pöörlevat rootorit, millest igaüks on 1,2 meetri laiune ja töötab ülalmainitud pööretel. Lisaks, kuigi Ingenuity kaalub Maal ligikaudu 1,8 kilogrammi, on selle kaal Marsil vaid 0,68 kilogrammi, kuna Marsi gravitatsioon on kolmandiku Maa gravitatsioonist.
Järgmise põlvkonna Marsi helikopterite jaoks konstrueerib NASA Pasadenas asuv Jet Propulsion Laboratory (JPL) labasid, mis on Ingenuity omadest 10 sentimeetrit pikemad, erineva disaini ja suurema tugevusega.
Süsinikkiu eelised kosmoserakendustes:
1. Suur eritugevus ja jäikus: Süsinikkiust komposiidid on tuntud oma erakordse tugevuse ja kaalu suhte poolest, võimaldades kosmoseinseneridel kujundada kergeid struktuure ilma tugevust kahjustamata, parandades seeläbi kütusesäästlikkust ja üldist jõudlust.
2. Jäikus: Süsinikkiud on oma olemuselt jäikusega, tagades suurepärase konstruktsiooni terviklikkuse, mis on ülioluline kosmosealastes rakendustes, kus komponendid peavad säilitama oma kuju aerodünaamiliste ja mehaaniliste koormuste korral ning vastu pidama deformatsioonile.
3. Väsimuskindlus: Süsinikkiust komposiitmaterjalidel on suurepärane väsimuskindlus, mistõttu need sobivad tsüklilise koormuse all olevatele komponentidele, nagu tiib- ja kerekonstruktsioonid, mis pikendavad kosmosetööstuse konstruktsioonide eluiga ja vastupidavust.
4. Korrosioonikindlus: erinevalt metallidest ei korrodeeru süsinikkiud, mis on kasulik kosmoseseadmete jaoks, mis puutuvad sageli kokku karmide keskkonnatingimustega, nagu kõrged kõrgused ja erinevad temperatuurid.
5. Disaini paindlikkus: Süsinikkiust komposiite saab vormida keerukateks kujunditeks, pakkudes suuremat disainipaindlikkust, mis on eriti kasulik lennunduses, kus aerodünaamilised ja struktuurilised kaalutlused nõuavad sageli keerulisi ja sujuvamaid kujundusi.
6. Elektrijuhtivus: süsinikkiul on elektrijuhtivus, mis on kasulik teatud kosmosealaste rakenduste jaoks, kuna seda saab kasutada staatilise elektri ja elektromagnetiliste häirete hajutamiseks, pakkudes õhusõiduki projekteerimisel täiendavaid funktsioone.
7. Soojusstabiilsus: Süsinikkiust komposiitmaterjalidel on hea termiline stabiilsus, mis võimaldab neil taluda kõrgeid temperatuure ilma olulise lagunemiseta, mis on kriitiline omadus kosmoserakenduste jaoks, kus komponendid võivad lennu ajal kokku puutuda väga kuuma keskkonnaga.
8. Vähendatud hoolduskulud: süsinikkiust komposiitide vastupidavus ja korrosioonikindlus aitavad vähendada kosmosetööstuse komponentide hoolduskulusid nende kasutusea jooksul, pikendades hooldusintervalle ja parandades töökindlust.
