Aerospaziale
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7 gennaio 2019
Analisi dei vantaggi economici della riduzione del peso di vari velivoli
Tipo | Vantaggio (USD/KG) |
Aerei civili leggeri | 59 |
elicottero | 99 |
motore aeronautico | 450 |
Aerei di linea principale | 440 |
Aerei civili supersonici | 987 |
Satellite in orbita terrestre bassa | 2000 |
Satellite geostazionario | 20000 |
Space Shuttle | 30000 |
Rispetto ai materiali convenzionali, l'uso difibra di carbonio i compositi possono ridurre il peso degli aerei del 20% - 40%; Allo stesso tempo, il materiale composito supera anche le carenze dei materiali metallici soggetti a fatica e corrosione e aumenta la durata degli aerei; La buona capacità di forma dei materiali compositi può ridurre notevolmente i costi di progettazione strutturale e di produzione.
Grazie alle loro insostituibili proprietà del materiale in termini di leggerezza strutturale, i compositi in fibra di carbonio sono stati ampiamente utilizzati e rapidamente sviluppati nel campo delle applicazioni dell'aviazione militare. Dagli anni '70, gli aerei militari stranieri hanno utilizzato compositi dalla produzione iniziale di componenti a livello della coda fino all'uso odierno in ali, flap, fusoliera anteriore, fusoliera centrale, carenatura, ecc. Dal 1969, il consumo di compositi in fibra di carbonio per l'F14A negli Stati Uniti è stato solo dell'1%, mentre il consumo di compositi in fibra di carbonio per gli aerei da caccia di quarta generazione rappresentati dagli F-22 e F35 negli Stati Uniti ha raggiunto il 24% e il 36%. Nel bombardiere strategico stealth B-2 negli Stati Uniti, la percentuale di compositi in fibra di carbonio ha superato il 50% e l'uso di naso, coda, rivestimento delle ali, ecc. è stato notevolmente aumentato. L'uso di componenti compositi può non solo garantire leggerezza e ampia libertà di progettazione, ma anche ridurre il numero di parti, ridurre i costi di produzione e migliorare l'efficienza produttiva. L'applicazione di materiali compositi negli aerei militari cinesi aumenta di anno in anno.
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Tendenza allo sviluppo della percentuale di applicazione dei materiali compositi negli aerei commerciali
Periodo di tempo | Proporzione di materiali compositi utilizzati |
1988-1998 | 5-6% |
1997-2005 | 10-15% |
2002-2012 | ventitré% |
2006-2015 | 50+ |
La percentuale di materiali compositi utilizzati dagli UAV è sostanzialmente la più alta tra tutti gli aerei. Il 65% dei materiali compositi viene utilizzato dagli aerei da ricognizione senza pilota a lunga autonomia Global Hawk negli Stati Uniti e il 90% dei materiali compositi viene utilizzato su X-45C, X-47B, "Neuron" e "Raytheon".
In termini di veicoli di lancio e missili strategici, veicoli di lancio "Pegasus", "Delta", "Trident" II (D5), missili "nani" e altri modelli; Il missile intercontinentale MX strategico degli Stati Uniti e il missile strategico russo "Topol" M utilizzano tutti lanciatori compositi avanzati.
Dal punto di vista dello sviluppo globale dell'industria della fibra di carbonio, l'industria aerospaziale e della difesa sono i campi di applicazione più importanti della fibra di carbonio, con un consumo che rappresenta circa il 30% del consumo totale mondiale e un valore della produzione che rappresenta il 50% del mondo.
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