новости

В быстро развивающемся технологическом ландшафтеэкономичность на малых высотахстановится многообещающим новым сектором с огромным потенциалом развития.Стекловолоконные композитыБлагодаря своим уникальным эксплуатационным преимуществам они становятся решающей силой этого роста, незаметно запуская промышленную революцию, направленную на снижение веса.

I. Характеристики и преимущества стеклопластиковых композитов

(I) Отличная удельная прочность

Стекловолоконные композиты, состоящие из стеклянных волокон, встроенных в смоляную матрицу, могут похвастатьсяотличная удельная прочность, то есть они лёгкие, но обладают механическими свойствами, сопоставимыми с металлами. Ярким примером является БПЛА RQ-4 Global Hawk, в котором обтекатели и антенный обтекатель изготовлены из стекловолоконных композитов. Это значительно снижает вес, обеспечивая при этом структурную целостность, тем самым улучшая лётные характеристики и продолжительность полёта БПЛА.

(II) Коррозионная стойкость

Этот материалустойчив к ржавчине и коррозии, обладающий длительной устойчивостью к воздействию кислот, щелочей, влажности и соляного тумана, обеспечивая более длительный срок службы по сравнению с традиционными металлическими материалами. Это гарантирует, что низковысотные самолёты, изготовленные из стекловолоконных композитов, сохранят превосходные эксплуатационные характеристики в различных сложных условиях, снижая расходы на техническое обслуживание и риски, связанные с коррозией.

(III) Сильная проектируемость

Стекловолоконные композиты предлагаютсильная проектируемость, что позволяет оптимизировать характеристики и создавать сложные формы за счёт регулирования укладки волокон и типов смол. Эта характеристика позволяет стекловолоконным композитам соответствовать специфическим требованиям к характеристикам и форме различных компонентов маловысотных самолётов, обеспечивая большую гибкость при проектировании самолётов.

(IV) Электромагнитные свойства

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

(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 повышает экономическую эффективность стеклопластиковых композитов при производстве маловысотных самолетов, способствуя снижению производственных затрат и широкому развитию экономики маловысотных самолетов.

II. Применение стекловолоконных композитов в экономике малых высот

(I) Сектор БПЛА

• Фюзеляж и конструктивные элементы: Пластик, армированный стекловолокномСтеклопластик (GFRP) широко используется для изготовления критически важных конструктивных элементов БПЛА, таких как фюзеляжи, крылья и хвостовое оперение, благодаря своей лёгкости и высокой прочности. Например, обтекатели и обтекатели БПЛА RQ-4 Global Hawk изготовлены из стеклопластика, что обеспечивает чёткую передачу сигнала и расширяет разведывательные возможности БПЛА.
• Лопасти пропеллера:При производстве пропеллеров для БПЛА стекловолокно комбинируется с такими материалами, как нейлон, для повышения жёсткости и долговечности. Эти композитные лопасти выдерживают более высокие нагрузки и более частые взлёты и посадки, продлевая срок службы пропеллера.
• Функциональная оптимизация:Стекловолокно также может использоваться в качестве электромагнитного экрана и материалов, прозрачных для инфракрасного излучения, для улучшения возможностей связи и обнаружения БПЛА. Применение этих функциональных материалов в БПЛА повышает устойчивость связи в сложных электромагнитных условиях и точность обнаружения целей.
• Шпангоуты фюзеляжа и крылья:К самолётам eVTOL предъявляются чрезвычайно высокие требования к лёгкости, поэтому композиты, армированные стекловолокном, часто комбинируются с углеродным волокном для оптимизации конструкции фюзеляжа и снижения стоимости. Например, в некоторых самолётах eVTOL для каркаса фюзеляжа и крыльев используются композиты из стекловолокна, что снижает вес самолёта, обеспечивая при этом структурную целостность, тем самым повышая эффективность и продолжительность полёта.
• Растущий рыночный спрос:Благодаря политической поддержке и технологическому прогрессу спрос на eVTOL постоянно растёт. Согласно недавнему отчёту Stratview Research, ожидается, что спрос на композиты в секторе 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 открывает огромный рыночный потенциал для стеклопластиковых композитов в секторе eVTOL.

(II) Сектор eVTOL

III. Изменение экономического ландшафта низковысотных районов с помощью стеклопластиковых композитов

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

Лёгкость стеклопластиковых композитов позволяет маловысотным самолётам перевозить больше топлива и оборудования без увеличения веса, тем самым повышая их продолжительность и грузоподъёмность. Высокая прочность и коррозионная стойкость обеспечивают безопасность и надёжность самолётов в различных сложных условиях, способствуя общему улучшению характеристик маловысотных самолётов.

(II) Содействие скоординированному развитию отраслевой цепочки

Разработка стеклопластиковых композитов стимулирует скоординированное развитие всех звеньев отраслевой цепочки, включая поставки сырья на верхнем уровне, производство материалов на среднем уровне и разработку приложений на нижнем уровне. Предприятия верхнего уровня непрерывно оптимизируют процессы производства стеклопластика 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 летательных аппаратов на основе стеклопластиковых композитов, способствуя процессу индустриализации экономики низковысотных полётов.

(III) Создание новых точек экономического роста

Благодаря широкому применению стекловолоконных композитов в экономике малых высот, смежные отрасли получают новые возможности развития. От производства материалов до производства и эксплуатации самолетов сформировалась замкнутая отраслевая цепочка, создающая множество рабочих мест и экономическую выгоду. Одновременно развитие экономики малых высот также способствует процветанию смежных отраслей, таких как авиационная логистика и туризм, придавая новый импульс экономическому росту.

IV. Проблемы и контрмеры

(I) Зависимость от импорта высококачественных материалов

В настоящее время Китай все еще в определенной степени зависит от импорта высококачественной продукции.стеклопластиковые композиционные материалы, особенно в аэрокосмической промышленности, где уровень внутреннего производства составляет менее 30%. Это ограничивает самостоятельное развитие низковысотной экономики Китая. Контрмеры включают увеличение инвестиций в НИОКР, укрепление сотрудничества между промышленностью, наукой и научными исследованиями, устранение ключевых технологических узких мест и повышение уровня локализации производства высокотехнологичных материалов.

(II) Усиление рыночной конкуренции

По мере роста рынка стеклопластиковых композитов конкуренция на нём становится всё более жёсткой. Предприятиям необходимо постоянно повышать качество продукции и уровень обслуживания, укреплять бренды и повышать конкурентоспособность на рынке. В то же время отрасль должна укреплять самодисциплину, регулировать рыночный порядок и избегать недобросовестной конкуренции.

(III) Спрос на технологические инновации

Чтобы удовлетворить постоянно растущий спрос на стеклопластиковые композиты в условиях низких высот, предприятиям необходимо развивать технологические инновации и разрабатывать новые композитные материалы с более высокими эксплуатационными характеристиками и более низкой стоимостью. 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 активно работают над дальнейшим повышением прочности и ударной вязкости стеклопластиковых композитов, что позволит им сохранять стабильные эксплуатационные характеристики даже в более суровых условиях. Кроме того, ключевыми задачами являются снижение затрат и энергопотребления. Например, компания China Jushi Co., Ltd. успешно повысила прочность стеклопластиковых композитов и сократила энергопотребление в процессе производства примерно на 37% благодаря холодному ремонту и технологическим усовершенствованиям.

(II) Инновации в процессах подготовки

Благодаря стремительному развитию технологий, инновации и усовершенствование процессов подготовки идут полным ходом. Применение передового автоматизированного производственного оборудования и интеллектуальных технологий управления наделяет производственные процессы «умным мозгом», обеспечивая точный контроль и оптимизацию. Например, компания Shenzhen Han's Robot Co., Ltd. разработала интеллектуальных роботов специально для формовки композитных материалов. Благодаря предустановленным программам и алгоритмам эти роботы могут точно контролировать процесс формовки композитных материалов, включая ключевые параметры, такие как температура, давление и время, обеспечивая постоянство и стабильность на каждой операции формовки. Одновременно роботы могут осуществлять автоматизированные операции загрузки и разгрузки, перемещения и сборки, повышая эффективность производства примерно на 30%.

(III) Расширение рынка

По мере развития экономики низковысотных районов рыночный спрос на стеклопластиковые композиты будет продолжать расти. Ожидается, что в будущем стеклопластиковые композиты найдут применение в более широком спектре областей, таких как авиация общего назначения и городская авиатранспортировка, что ещё больше расширит их рыночное присутствие.

VI. Заключение

Стекловолоконные композитыБлагодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам и ценовым преимуществам, стеклокомпозиты играют важнейшую роль в экономике низковысотных районов, преобразуя её промышленный ландшафт. Несмотря на некоторые трудности, в условиях постоянного технологического прогресса и развития рынка, перспективы развития стеклокомпозитов в экономике низковысотных районов обширны. В будущем, благодаря устойчивому повышению эксплуатационных характеристик, инновациям в процессах изготовления и расширению рынка, ожидается, что стеклокомпозиты откроют для промышленности «голубой океан» объёмом в триллионы долларов, внеся ещё больший вклад в развитие экономики низковысотных районов.