Uporaba ogljikovih vlaken se razširi na lopatice vesoljskih helikopterjev in potencialne pristanke na Marsu
21. januarja je bil dosežen pomemben mejnik z uspešno proizvodnjo 131--metrske lopatice vetrne turbine na kopnem pri Sany Heavy Energy v Bayan Nur Zero Carbon Digital Industrial Park. Ta lopatica, ki uporablja 48K visoko zmogljiva ogljikova vlakna (CF) s suhim curkom in mokrim vrtenjem, ki jih zagotavlja ZF Godeagle, ne le postavlja nov rekord za najdaljšo lopatico kopenske vetrne turbine na svetu, ampak pomeni tudi pomemben preboj za domačo proizvodnjo suhi curek mokro predenje 48K velika vleka CF pri dobavi rezil nad 100 metrov.
Uporaba ogljikovih vlaken v letalskem in vesoljskem sektorju se širi, z nedavnim razvojem, vključno z njihovo uporabo v helikopterskih lopaticah za morebitne pristanke na Marsu. Nasin helikopter "Ingenuity" Mars trenutno raziskuje krater Jezero na Marsu, medtem pa Nasini inženirji na Zemlji preizkušajo lopatice iz ogljikovih vlaken za naslednjo generacijo helikopterjev Mars. Pričakuje se, da bodo ti helikopterji presegli zmogljivost Ingenuityja v prihodnjih misijah na Mars, zlasti pri misiji vrnitve vzorcev na Mars, načrtovani za leta 2030.
Atmosferski tlak in površinska gravitacija na Marsu sta manj kot 1 % oziroma ena tretjina Zemljinega. Zaradi tega izredno nizkega površinskega tlaka se vrtilna hitrost helikopterja "Ingenuity" (rpm) giblje od 2400 do 2900 za vzdrževanje leta na Marsu, kar je bistveno višje od 500 do 600 vrt/min, potrebnih za helikopterje na Zemlji.
Helikopter Ingenuity Mars ima štiri lopatice iz ogljikovih vlaken, ki tvorijo dva nasproti vrteča se rotorja, vsak z razponom 1,2 metra in delujeta pri zgoraj omenjenih obratih. Poleg tega, medtem ko Ingenuity na Zemlji tehta približno 1,8 kilograma, je njegova teža na Marsu le 0,68 kilogramov, ker je Marsova gravitacija ena tretjina Zemljine.
Za naslednjo generacijo helikopterjev Mars Nasin Laboratorij za reaktivni pogon (JPL) v Pasadeni konstruira lopatice, ki so 10 centimetrov daljše od lopatic Ingenuity, z drugačno zasnovo in večjo močjo.
Prednosti ogljikovih vlaken v vesoljskih aplikacijah:
1. Visoka specifična trdnost in togost: Kompoziti iz ogljikovih vlaken so znani po izjemnem razmerju med trdnostjo in težo, kar vesoljskim inženirjem omogoča načrtovanje lahkih struktur brez ogrožanja trdnosti, s čimer se izboljša učinkovitost goriva in splošno delovanje.
2. Togost: ogljikova vlakna so sama po sebi togost, kar zagotavlja odlično strukturno celovitost, kar je ključnega pomena v vesoljskih aplikacijah, kjer morajo komponente ohraniti svojo obliko pod aerodinamičnimi in mehanskimi obremenitvami ter se upreti deformacijam.
3. Odpornost proti utrujenosti: kompoziti iz ogljikovih vlaken izkazujejo odlično odpornost proti utrujenosti, zaradi česar so primerni za komponente, ki so izpostavljene cikličnim obremenitvam, kot so strukture kril in trupa, s čimer se poveča življenjska doba in vzdržljivost letalskih struktur.
4. Odpornost proti koroziji: za razliko od kovin ogljikova vlakna ne korodirajo, kar je prednost za aplikacije v vesolju, ki so pogosto izpostavljene težkim okoljskim razmeram, kot so velika nadmorska višina in spremenljive temperature.
5. Prilagodljivost oblikovanja: kompozite iz ogljikovih vlaken je mogoče oblikovati v zapletene oblike, kar nudi večjo prilagodljivost oblikovanja, kar je še posebej koristno v vesolju, kjer aerodinamični in strukturni vidiki pogosto zahtevajo zapletene in poenostavljene oblike.
6. Električna prevodnost: Ogljikova vlakna imajo električno prevodnost, kar je koristno za nekatere aplikacije v vesolju, saj se lahko uporabljajo za odvajanje statične elektrike in elektromagnetnih motenj, kar zagotavlja dodatno funkcionalnost pri načrtovanju letal.
7. Toplotna stabilnost: kompoziti iz ogljikovih vlaken izkazujejo dobro toplotno stabilnost, kar jim omogoča, da prenesejo visoke temperature brez znatne degradacije, kar je kritična značilnost za aplikacije v vesolju, kjer so lahko komponente med letom izpostavljene izjemno vročim okoljem.
8. Zmanjšani stroški vzdrževanja: Vzdržljivost in odpornost kompozitov iz ogljikovih vlaken proti koroziji pomagata zmanjšati stroške vzdrževanja za vesoljske komponente v njihovi življenjski dobi, podaljšujeta vzdrževalne intervale in izboljšujeta zanesljivost.
