Birkaç gün önce, NASA ve ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı, gelecekte havacılık motorlarına uygulanması beklenen yüksek sıcaklıklı polimerlerin 3D basılması için yeni bir teknolojiyi ortaklaşa geliştirdi. Bu teknolojide kullanılan malzeme karbon fiberdir. Modern savaş silahlarının ve teçhizatının hızlı gelişimi, düşük enerji tüketimi, büyük yük, gizlilik ve yüksek hareket kabiliyetine yöneliktir ve silah üretmek için kullanılan malzemelere daha yüksek gereksinimler getirilmiştir."siyah altın" olarak bilinen karbon fiber kompozit malzemeler, mükemmel malzeme özelliklerinden dolayı ulusal savunma ve askeri endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha iyi performans gösteren silah ve teçhizat oluşturmak için karbon fiber malzemelerin kullanımı, uzun zamandır askeri güçlerin rekabet ettiği yeni bir savaş alanı haline geldi.
Büyüleyici"siyah altın"
Robot"Büyük Beyaz" animasyon filminde Big Hero 6? Sayısız insana dokunan bu tıbbi robotun prototipi karbon fiber malzemelerden üretildi. Bu onun ezilme ve dayaklara dayanmasını sağlar. Aslında daha önce aşırı kilo sorunu yaşayan F-35 savaş uçağı bile sonunda %35'e varan oranda karbon fiber kompozit malzeme kullanarak uçma hayalini gerçekleştirdi."siyah altın" olarak bilinen karbon fiber, uzun süredir ulusal savunma ve askeri alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Roketler, uydular, füzeler, savaş uçakları ve gemiler için vazgeçilmez bir temel malzemedir.
Karbon fiberin kökeni 1860'a kadar izlenebilir. İngiliz Joseph Swan, bir elektrik lambasının filamanını yaptığında karbon fiberi icat etti ve patentini aldı. Karbon fiber, gerçekten&"patlama &" dönemini başlattı; araştırma ve uygulama aşaması ya da 1950'lerden sonraki bir şey. 1958'de Amerikalı araştırmacılar ilk kez yüksek performanslı karbon fiberi keşfettiler, ardından Japon ve İngiliz araştırmacılar karbon fiberin performansını iyileştirmek ve yükseltmek için geldiler. 1970'lere gelindiğinde savaş uçaklarının yapısal parçalarında karbon fiber malzemeler ortaya çıkmaya başladı ve karbon fiber malzemeler F-15, B-1, F-16 ve F-18 gibi savaş uçaklarında da görülebiliyor. ABD Hava Kuvvetleri'nin' karbon fiber kompozit malzemeler kullanan F-22 ve F-35 avcı uçaklarına ek olarak, X-47B, Global Hawk ve diğer ekipmanlar da yükte önemli bir artış sağlamak için karbon fiber malzemeler kullanıyor, dayanıklılık ve hayatta kalma.
Karbon fiber malzemeleri&"kaya gibi sağlam ve saç &" gibi sert olarak tanımlamak abartı olmaz. Karbon fiber malzemelerin tekstil lifleri kadar yumuşak ve işlenebilir olmasına rağmen, çelikten daha fazla mukavemete, korozyon direncine, yüksek sıcaklık direncine ve iyi elektrik ve termal iletkenliğe sahip yeni nesil yüksek performanslı malzemelerdir. İnsanların genellikle temas ettiği karbon fiber malzeme bisikletleri, karbon fiber malzemelerin plastik deformasyonunun olmamasına dayanır, bu da sadece araba gövdesinin ağırlığını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda bisikletin hizmet ömrünü de büyük ölçüde artırır.
Şu anda, karbon fiber kompozit malzemelerin özelliklerinde iyileştirme için hala büyük bir alan var. Karbon fiber malzemelerin odaklandığı reçine alanında, karbon fiber uygulaması, çeşitli silah ve teçhizat parçalarının hizmet ömrünü daha da artıracak ve darbe dayanıklılığını, yorulma direncini, üretilebilirliği ve ısı ve nem direncini önemli ölçüde iyileştirecektir. silahlar. Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi ve ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı tarafından elde edilen 3D baskı, büyük boyutlu ve karmaşık parçaların işlenmesinin güvenilirliğini daha da artıracak.
& quot;yeni malzemelerin kralı" büyük güçler arasındaki rekabette
Modern savaş silahlarının ve teçhizatının düşük enerji tüketimine, büyük taşıma yüklerine, gizliliğe ve yüksek hareket kabiliyetine yönelik hızlı gelişimi, silah ve teçhizat imalatında yeni malzeme teknolojisi için yeni ve daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkarmıştır. Tarihe dönüp baktığımızda, karbon fiber malzemelerde her büyük araştırma ilerlemesinde, ilgili askeri ihtiyaçların güçlü bir çekişinin eşlik ettiğini bulmak zor değil. 1950'lerde, füze nozüllerinin ve savaş başlıklarının yüksek sıcaklık dayanımı ve korozyon direnci gibi temel teknik sorunları çözmek için Amerika Birleşik Devletleri viskoz bazlı karbon fiberlerin geliştirilmesinde başı çekti. O zamandan beri, daha yüksek performans ve daha fazla karbon fiber malzeme çeşidinin ortaya çıkmasıyla, görünüşte yumuşak lifler&"yeni malzemelerin &" kralı haline geldi; büyük güçler arasındaki rekabette.
Karbon fiber, %95'ten fazla karbon içeriğine sahip yeni bir yüksek performanslı fiber türüdür. Üretimi zordur ve silah teçhizat sistemlerinin gelişmiş performansının önemli bir göstergesidir. Karbon fiber malzemelerin üretim süreci, kimyasal, tekstil, malzeme, hassas makine ve diğer alanları içeren çok karmaşıktır. Çok disiplinli, rafine ve ileri teknolojiyi bütünleştiren sistematik bir projedir. Tüm üretim süreci nem, konsantrasyon, viskozite ve akış hızı gibi binlerce parametrenin yüksek hassasiyetli kontrolü ile ilgili olduğundan, biraz dikkatsizlik karbon fiber malzemelerin performansını ve kalite kararlılığını ciddi şekilde etkileyecektir. Bu nedenle, yalnızca birkaç ülke istikrarlı bir şekilde yüksek performanslı karbon fiber malzemeler üretebilir.
Aslında karbon fiber malzemeler, özellikle yüksek mukavemetli karbon fiber öncüleri, yüksek performanslı silah ve teçhizatın geliştirilmesinde kullanılabilir ve bu nedenle bazı ülkelerin ihracat listesinde nükleer silah teknolojisi ile eşit bir ambargo seviyesine ulaşmıştır. Bu nedenle, yeni nesil karbon fiber malzemelerin ve daha yüksek performanslı silahların ve ekipmanların geliştirilmesi, bir&"vurgu &" haline geldi; çeşitli askeri güçlerin en son güçlerle rekabet etmesi için. Şu anda, çeşitli askeri güçler gözlerini"karbon fiber malzemeler" ve bir&"rekabetini &" tetikleyebilecek karbon fiber malzemelerin geliştirilmesi için ilgili planları başlatmak için yarışıyorlar; karbon fiber malzemelerin geliştirilmesinde. ABD Savunma Bakanlığı'nın Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı, daha önce karbon fiber malzemelerin mukavemetini artırmak için projelere büyük yatırımlar yaptı ve Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi de yeni karbon fiber termal koruma sistemleri üzerine araştırmalara aktif olarak yatırım yaptı.
& quot;Deniz altındaki dünyaya kadar" gelişme için geniş umutları var
İlgili teknolojilerin artan olgunluğu ve silah ve teçhizata yönelik artan talep ile birlikte, karbon fiber malzemelerin uygulanması da giderek daha mükemmel hale geliyor. Hafiflik, yüksek mukavemet ve kimyasal korozyon direnci gibi birçok avantaja sahip karbon fiber malzemeler, silah ve teçhizat alanına çok yönlü bir şekilde girmek ve deniz altındaki dünyayı&elde etmek zorundadır. GG] quot;, geniş gelişme beklentileri ile.
Havacılık üretimi alanında, karbon fiber malzemelerin uygulanması uzun zamandır vazgeçilmez olmuştur. F-35 savaş uçağı kaskının ana gövdesi, hava hızı, yön, irtifa, hedef bilgileri ve radar uyarılarını doğrudan kask' s maskesine yansıtabilen yüksek performanslı karbon fiber malzemeler kullanır ve pilotlara benzeri görülmemiş özellikler sağlar. durumsal farkındalık. 2015 yılında küresel uçuş yolculuğuna başlayan güneş enerjisiyle çalışan “Solar Impulse 2” uçağı, genel yapısının %80'i için “sıcak bir ceket” olarak karbon fiber malzemeleri kullanıyor ve bu da uçuş sırasında daha fazla güç tasarrufu sağlıyor.' gövdesinin ağırlık azaltma ve özel performans gereksinimlerini karşılamanın yanı sıra, radar dalgalarını etkili bir şekilde emebilen karbon fiber malzeme ayrıca bir&"gizli kaplama &" koyar; savaşçı üzerinde. Amerikan B-2 bombardıman uçağının ve F-117A avcı uçağının gövdesi de karbon fiber emici malzemeler kullanıyor.
Drone alanında, karbon fiber malzemeler yeri doldurulamaz&"en iyi kabuk &" haline geldi. İHA kabuğunun taşıma kapasitesini ve dayanıklılığını sağlamak için yüksek yapısal mukavemete ve hafifliğe sahip özel malzemelere ihtiyacı vardır. Daha önce yaygın olarak kullanılan alüminyum alaşımları ve mühendislik plastikleri ile karşılaştırıldığında, karbon fiber malzemeler hafiftir, mukavemeti yüksektir ve daha iyi elektromanyetik koruma ve gizlilik özelliklerine sahiptir ve entegre üretim ve kalıplama için daha uygundur. Gelecekte, İHA mermileri için ana malzeme olmaya mahkumlar. . Özellikle karbon fiberden üretilen ve ağırlığı sadece 106 miligram olan mikro insansız hava aracı, bilgi aramak için sıkıştırılmış dar alana girebiliyor ve askeri ve sivil alanlarda geniş bir uygulama yelpazesine sahip.
Karbon fiber malzemeler sadece gökyüzüne değil, denize de gidebilir. ABD"Ford" uçak gemisi, zayıflamak için çok sayıda karbon fiber malzeme kullanır.&alıntı; İsveç Kraliyet Donanması"Visby" sınıfı gizli fırkateyn, yalnızca yüksek mukavemet ve dayanıklılığa sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda mükemmel darbe direncine sahip olan karbon fiber malzemeler kullanır. Hindistan Donanması ayrıca"Giltan" ve&"Kavalati &"; fırkateynler.
Ayrıca karbon fiber malzemeler uydularda, füzelerde ve roket motorlarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle uydular"buz ve ateş" uzay uçuşu sırasında, neredeyse ihmal edilebilir termal genleşme katsayısına sahip karbon fiber malzemeler tam olarak&"kurtarıcılar &"dir; uyduların. Araştırmacılar, ateşli silahın atış doğruluğunu, dayanıklılığını ve namlu ömrünü büyük ölçüde artırabilen bir karbon fiber namluyu bile tanıttı. Bir&"büyük drama &"; karbon fiberin askeriyeye ait uygulaması yeni başlamıştır.
