Aplikasi Gentian Karbon Berkembang ke Bilah Helikopter Aeroangkasa dan Potensi Pendaratan Marikh
Pada 21 Januari, satu peristiwa penting telah dicapai dengan kejayaan pengeluaran bilah turbin angin darat 131-meter oleh Sany Heavy Energy di Taman Perindustrian Digital Sifar Karbon Bayan Nur. Bilah ini, yang menggunakan jet kering putar basah 48K tunda besar berprestasi tinggi Carbon Fiber (CF) yang disediakan oleh ZF Godeagle, bukan sahaja mencatat rekod baharu untuk bilah turbin angin darat terpanjang di dunia tetapi juga menandakan kejayaan besar untuk pengeluaran dalam negara. jet kering wet-spinning 48K tunda besar CF dalam bekalan bilah melebihi 100 meter.
Aplikasi gentian karbon dalam sektor aeroangkasa semakin berkembang, dengan perkembangan terkini termasuk penggunaannya dalam bilah helikopter untuk kemungkinan pendaratan Marikh. Helikopter Marikh "Ingenuity" NASA kini sedang menerokai Kawah Jezero di Marikh, dan sementara itu, jurutera NASA sedang menguji bilah gentian karbon di Bumi untuk helikopter Marikh generasi akan datang. Helikopter ini dijangka mengatasi prestasi Ingenuity dalam misi Marikh masa depan, terutamanya misi pulangan sampel Marikh yang dirancang untuk tahun 2030-an.
Tekanan atmosfera dan graviti permukaan di Marikh masing-masing kurang daripada 1% dan satu pertiga daripada Bumi. Disebabkan oleh tekanan permukaan yang sangat rendah ini, kelajuan putaran (rpm) helikopter "Ingenuity" adalah antara 2400 hingga 2900 untuk mengekalkan penerbangan di Marikh, jauh lebih tinggi daripada 500 hingga 600 rpm yang diperlukan untuk helikopter di Bumi.
Helikopter Ingenuity Mars mempunyai empat bilah gentian karbon, membentuk dua rotor pusingan balas, setiap satu dengan jarak 1.2 meter dan beroperasi pada rpm yang dinyatakan di atas. Selain itu, walaupun Ingenuity mempunyai berat kira-kira 1.8 kilogram di Bumi, beratnya di Marikh hanya 0.68 kilogram, disebabkan graviti Marikh adalah satu pertiga daripada Bumi.
Untuk helikopter Marikh generasi akan datang, Makmal Penggerak Jet (JPL) NASA di Pasadena sedang membina bilah yang 10 sentimeter lebih panjang daripada Ingenuity, dengan reka bentuk yang berbeza dan kekuatan yang meningkat.
Kelebihan Serat Karbon dalam Aplikasi Aeroangkasa:
1. Kekuatan dan Kekakuan Spesifik Tinggi: Komposit gentian karbon terkenal dengan nisbah kekuatan-ke-beratnya yang luar biasa, membolehkan jurutera aeroangkasa mereka bentuk struktur ringan tanpa menjejaskan kekuatan, dengan itu meningkatkan kecekapan bahan api dan prestasi keseluruhan.
2. Kekakuan: Gentian karbon sememangnya mempunyai ketegaran, memberikan integriti struktur yang sangat baik, yang penting dalam aplikasi aeroangkasa di mana komponen perlu mengekalkan bentuknya di bawah beban aerodinamik dan mekanikal dan menahan ubah bentuk.
3. Rintangan Keletihan: Komposit gentian karbon mempamerkan rintangan keletihan yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk komponen yang tertakluk kepada beban kitaran, seperti struktur sayap dan fiuslaj, meningkatkan jangka hayat dan ketahanan struktur aeroangkasa.
4. Rintangan Kakisan: Tidak seperti logam, gentian karbon tidak menghakis, yang berfaedah untuk aplikasi aeroangkasa yang kerap terdedah kepada keadaan persekitaran yang keras, seperti altitud tinggi dan suhu yang berbeza-beza.
5. Fleksibiliti Reka Bentuk: Komposit gentian karbon boleh dibentuk menjadi bentuk yang kompleks, menawarkan fleksibiliti reka bentuk yang lebih besar, terutamanya bermanfaat dalam aeroangkasa di mana pertimbangan aerodinamik dan struktur sering memerlukan reka bentuk yang kompleks dan diperkemas.
6. Kekonduksian Elektrik: Gentian karbon mempunyai kekonduksian elektrik, yang bermanfaat untuk aplikasi aeroangkasa tertentu, kerana ia boleh digunakan untuk menghilangkan elektrik statik dan gangguan elektromagnet, menyediakan fungsi tambahan dalam reka bentuk pesawat.
7. Kestabilan Terma: Komposit gentian karbon mempamerkan kestabilan terma yang baik, membolehkan mereka menahan suhu tinggi tanpa degradasi yang ketara, ciri kritikal untuk aplikasi aeroangkasa di mana komponen mungkin terdedah kepada persekitaran yang sangat panas semasa penerbangan.
8. Mengurangkan Kos Penyelenggaraan: Ketahanan dan rintangan kakisan komposit gentian karbon membantu mengurangkan kos penyelenggaraan untuk komponen aeroangkasa sepanjang hayat perkhidmatannya, memanjangkan selang penyelenggaraan dan meningkatkan kebolehpercayaan.
