новости

В стремительно развивающемся технологическом ландшафтеэкономика на малых высотахстановится новым многообещающим сектором с огромным потенциалом развития.Стекловолоконные композиты, обладающие уникальными эксплуатационными преимуществами, становятся решающей силой этого роста, незаметно запуская промышленную революцию, ориентированную на снижение веса.

I. Характеристики и преимущества стеклопластиковых композитов

(I) Отличная удельная прочность

Стекловолоконные композиты, состоящие из стеклянных волокон, внедренных в смоляную матрицу, могут похвастатьсяотличная удельная прочность, то есть они легкие, но обладают механическими свойствами, сопоставимыми с металлами. Ярким примером является БПЛА RQ-4 Global Hawk, в котором для обтекателя и обтекателей используются стекловолоконные композиты. Это значительно снижает вес, обеспечивая при этом структурную целостность, тем самым повышая летные характеристики и выносливость БПЛА.

(II) Коррозионная стойкость

Этот материалустойчив к ржавчине и коррозии, способный долговременно противостоять кислотам, щелочам, влажности и соляным брызгам, предлагая более длительный срок службы, чем традиционные металлические материалы. Это гарантирует, что низковысотные самолеты, изготовленные из стекловолоконных композитов, сохранят превосходные эксплуатационные характеристики в различных сложных условиях, снижая расходы на техническое обслуживание и риски безопасности, вызванные коррозией.

(III) Высокая проектируемость

Стекловолоконные композиты предлагаютсильная проектируемость, что позволяет оптимизировать производительность и сложные формы путем регулирования укладки волокон и типов смолы. Эта характеристика позволяет композитам из стекловолокна соответствовать конкретным требованиям к производительности и форме различных компонентов в низковысотных самолетах, обеспечивая большую гибкость в проектировании самолетов.

(IV) Электромагнитные свойства

Стекловолоконные композитынепроводящий и электромагнитно прозрачный, что делает их пригодными для электрооборудования, обтекателей и других специализированных функциональных компонентов. В БПЛА и eVTOL это свойство помогает улучшить возможности связи и обнаружения самолета, обеспечивая безопасность полета.

(V) Преимущество в стоимости

По сравнению с высококачественными композитными материалами, такими как углеродное волокно, стекловолокноболее доступный, что делает его экономичным выбором для высокопроизводительных материалов. Это дает композитам из стекловолокна более высокую экономическую эффективность при производстве маловысотных самолетов, помогая снизить производственные затраты и способствуя широкому развитию маловысотной экономики.

II. Применение стекловолоконных композитов в экономике малых высот

(I) Сектор БПЛА

• Фюзеляж и структурные элементы: Пластик, армированный стекловолокном(GFRP) широко используется для критических структурных компонентов БПЛА, таких как фюзеляжи, крылья и хвосты, благодаря своим легким и высокопрочным характеристикам. Например, обтекатели и обтекатели БПЛА RQ-4 Global Hawk используют стекловолоконные композиты, что обеспечивает четкую передачу сигнала и повышает разведывательные возможности БПЛА.
• Лопасти пропеллера:В производстве пропеллеров для БПЛА стекловолокно комбинируется с такими материалами, как нейлон, для повышения жесткости и долговечности. Эти композитные лопасти могут выдерживать большие нагрузки и более частые взлеты и посадки, продлевая срок службы пропеллера.
• Функциональная оптимизация:Стекловолокно также может использоваться в электромагнитном экранировании и в материалах, прозрачных для инфракрасного излучения, для улучшения возможностей связи и обнаружения БПЛА. Применение этих функциональных материалов в БПЛА повышает стабильность связи в сложных электромагнитных условиях и повышает точность обнаружения целей.
• Каркасы фюзеляжа и крылья:Самолеты eVTOL имеют чрезвычайно высокие требования к легкости, и композиты, армированные стекловолокном, часто комбинируются с углеродным волокном для оптимизации структур фюзеляжа и снижения затрат. Например, некоторые самолеты eVTOL используют композиты из стекловолокна для своих фюзеляжных рам и крыльев, что снижает вес самолета, обеспечивая при этом структурную целостность, тем самым повышая эффективность полета и выносливость.
• Растущий спрос на рынке:Благодаря политической поддержке и технологическим достижениям спрос на eVTOL постоянно растет. Согласно недавнему отчету Stratview Research, ожидается, что спрос на композиты в отрасли eVTOL увеличится примерно в 20 раз в течение шести лет, с 1,1 млн фунтов в 2024 году до 25,9 млн фунтов в 2030 году. Это обеспечивает огромный рыночный потенциал для стекловолоконных композитов в секторе eVTOL.

(II) Сектор eVTOL

III. Изменение экономического ландшафта на малых высотах с помощью стекловолоконных композитов

(I) Повышение летно-технических характеристик самолетов на малых высотах

Легкость стекловолоконных композитов позволяет низковысотным самолетам перевозить больше топлива и оборудования без увеличения веса, тем самым повышая их выносливость и грузоподъемность. В то же время их высокая прочность и коррозионная стойкость обеспечивают безопасность и надежность самолетов в различных сложных условиях, способствуя общему улучшению характеристик низковысотных самолетов.

(II) Содействие скоординированному развитию отраслевой цепочки

Разработка композитов из стекловолокна стимулирует скоординированное развитие всех звеньев в цепочке промышленности, включая поставки сырья на верхнем уровне, производство материалов на среднем уровне и разработку приложений на нижнем уровне. Предприятия верхнего уровня непрерывно оптимизируют процессы производства стекловолокна и улучшают эксплуатационные характеристики материалов; предприятия среднего уровня усиливают НИОКР и производство композитов для удовлетворения потребностей различных областей применения; а предприятия нижнего уровня активно разрабатывают продукцию для маловысотных самолетов на основе композитов из стекловолокна, способствуя процессу индустриализации экономики малых высот.

(III) Создание новых точек экономического роста

С широким применением стекловолоконных композитов в экономике низких высот смежные отрасли промышленности получают новые возможности развития. От производства материалов до производства самолетов и эксплуатационных услуг сформировалась полная отраслевая цепочка, создающая большое количество рабочих мест и экономических выгод. Одновременно развитие экономики низких высот также стимулирует процветание окружающих отраслей, таких как авиационная логистика и туризм, придавая новый импульс экономическому росту.

IV.Проблемы и контрмеры

(I) Зависимость от импортных высококачественных материалов

В настоящее время Китай все еще в определенной степени зависит от импорта высококачественной продукции.композитные материалы из стекловолокна, особенно для аэрокосмической продукции, где уровень внутреннего производства составляет менее 30%. Это ограничивает независимое развитие низковысотной экономики Китая. Контрмеры включают увеличение инвестиций в НИОКР, укрепление сотрудничества между промышленностью, академией и исследованиями, преодоление ключевых технологических узких мест и повышение уровня локализации высококачественных материалов.

(II) Усиление рыночной конкуренции

Поскольку рынок композитных материалов из стекловолокна продолжает расширяться, конкуренция на рынке становится все более жесткой. Предприятиям необходимо постоянно повышать качество продукции и уровень обслуживания, укреплять бренд и повышать конкурентоспособность на рынке. В то же время отрасль должна укреплять самодисциплину, регулировать рыночный порядок и избегать жестокой конкуренции.

(III) Спрос на технологические инновации

Чтобы удовлетворить постоянно растущий спрос на стеклопластиковые композиты в экономике низких высот, предприятиям необходимо усилить технологические инновации и разработать новые композитные материалы с более высокими характеристиками и более низкими затратами. Примерами служат дальнейшее повышение прочности и ударной вязкости материалов, снижение энергопотребления при производстве и повышение пригодности материалов для вторичной переработки.

V. Перспективы на будущее

(I) Повышение производительности

Ученые усердно работают над дальнейшим повышением прочности и ударной вязкости стекловолоконных композитов, что позволит им сохранять стабильные характеристики даже в более суровых условиях. Одновременно с этим ключевыми целями являются снижение затрат и энергопотребления. Например, China Jushi Co., Ltd. успешно повысила прочность стекловолоконных композитов и сократила энергопотребление в процессе производства примерно на 37% за счет холодного ремонта и технологических усовершенствований.

(II) Инновации в процессах подготовки

С быстрым развитием технологий инновации и усовершенствования в процессах подготовки идут полным ходом. Применение передового автоматизированного производственного оборудования и интеллектуальных технологий управления дает производственным процессам «умный мозг», достигая точного управления и оптимизации. Например, Shenzhen Han's Robot Co., Ltd. разработала интеллектуальных роботов специально для операций по формованию композитных материалов. Благодаря предустановленным программам и алгоритмам эти роботы могут точно контролировать процесс формования композитных материалов, включая ключевые параметры, такие как температура, давление и время, обеспечивая последовательность и стабильность в каждой операции формования. Одновременно роботы могут выполнять автоматизированные операции по загрузке и разгрузке, обработке и сборке, повышая эффективность производства примерно на 30%.

(III) Расширение рынка

Поскольку экономика низких высот продолжает развиваться, спрос на стеклопластиковые композиты будет продолжать расти. В будущем ожидается, что стеклопластиковые композиты найдут применение в большем количестве областей, таких как авиация общего назначения и городская воздушная мобильность, что еще больше расширит их рыночный охват.

6. Заключение

Стекловолоконные композиты, с их превосходной производительностью и ценовыми преимуществами, играют жизненно важную роль в экономике низких высот, изменяя ее промышленный ландшафт. Несмотря на некоторые проблемы, с постоянным технологическим прогрессом и рыночным созреванием перспективы развития стекловолоконных композитов в экономике низких высот огромны. В будущем, благодаря устойчивому улучшению производительности, инновациям в процессах подготовки и расширению рынка, ожидается, что стекловолоконные композиты откроют промышленный голубой океан стоимостью в триллион долларов, внеся больший вклад в развитие экономики низких высот.