Anglies pluoštas: maža medžiaga, kuri atremia sunkiąją šalies įrangą

Prieš kelias dienas NASA ir JAV oro pajėgų tyrimų laboratorija kartu sukūrė naują 3D spausdinimo aukštoje temperatūroje polimerų technologiją, kuri, tikimasi, ateityje bus pritaikyta aviacijos ir kosmoso varikliams. Šioje technologijoje naudojama medžiaga yra anglies pluoštas. Sparčiai plėtojant šiuolaikinius karo ginklus ir įrangą siekiama mažų energijos sąnaudų, didelės naudingos apkrovos, slaptumo ir didelio mobilumo, o ginklams gaminti naudojamos medžiagos keliami aukštesni reikalavimai. Anglies pluošto kompozicinės medžiagos, žinomos kaip&"; juodasis auksas [GG" ", yra plačiai naudojamos krašto apsaugos ir karinėje pramonėje dėl puikių medžiagų savybių. Anglies pluošto medžiagų naudojimas geresniems ginklams ir įrangai sukurti jau seniai tapo nauju mūšio lauku, kuriame konkuruoja karinės galios.

Įspūdingas" juodas auksas"

Prisiminkite robotą" Big White" animaciniame filme „Didysis herojus 6“? Šio medicininio roboto prototipas, palietęs daugybę žmonių, pagamintas iš anglies pluošto medžiagų. Tai leidžia jam atlaikyti gniuždymą ir mušimą. Tiesą sakant, net ir naikintuvas F-35, kuriam anksčiau buvo neramu dėl antsvorio, pagaliau įgyvendino savo svajonę skristi, panaudodama iki 35% anglies pluošto kompozicinių medžiagų. Anglies pluoštas, žinomas kaip&"; juodasis auksas [GG" "), jau seniai plačiai naudojamas krašto apsaugos ir kariuomenės srityse. Tai nepakeičiama pagrindinė medžiaga, skirta raketoms, palydovams, raketoms, naikintuvams ir laivams.

Anglies pluošto kilmę galima atsekti 1860 m. Anglas Josephas Swanas išrado ir užpatentavo anglies pluoštą, kai pagamino elektros lempos siūlą. Anglies pluoštas iš tikrųjų įvedė&", išpūtimą &"; tyrimų ir taikymo etapas, arba kažkas po 1950 m. 1958 m. Amerikiečių mokslininkai pirmą kartą atrado didelio našumo anglies pluoštą, o po to Japonijos ir Didžiosios Britanijos mokslininkai siekė pagerinti ir pagerinti anglies pluošto našumą. Aštuntajame dešimtmetyje anglies pluošto medžiagos pradėjo atsirasti naikintuvų konstrukcinėse dalyse, o anglies pluošto medžiagos gali būti matomos tokiuose naikintuvuose kaip F-15, B-1, F-16 ir F-18. Be JAV karinių oro pajėgų' naikintuvų F-22 ir F-35, naudojančių anglies pluošto kompozicines medžiagas, X-47B, „Global Hawk“ ir kita įranga taip pat naudoja anglies pluošto medžiagas, kad žymiai padidėtų naudingoji apkrova, ištvermė ir išgyvenamumas.

Ne per daug apibūdinti anglies pluošto medžiagas kaip&", kietas ir kietas kaip plaukai [GG" ". Nepaisant to, kad anglies pluošto medžiagos yra tokios pat minkštos ir apdorojamos kaip tekstilės pluoštai, jos yra naujos kartos aukštos kokybės medžiagos, turinčios didesnį stiprumą nei plienas, atsparumas korozijai, atsparumas aukštai temperatūrai, geras elektros ir šilumos laidumas. Dažniausiai anglies pluošto medžiagos dviračiai, su kuriais dažniausiai liečiasi žmonės, remiasi anglies pluošto medžiagų plastinės deformacijos trūkumu, o tai ne tik sumažina automobilio kėbulo svorį, bet ir labai pagerina dviračio tarnavimo laiką.

Šiuo metu dar yra daug galimybių tobulinti anglies pluošto kompozicinių medžiagų savybes. Dervos srityje, kurioje daugiausia dėmesio skiriama anglies pluošto medžiagoms, anglies pluošto naudojimas dar labiau pailgins įvairių ginklų ir įrangos dalių tarnavimo laiką ir žymiai pagerins atsparumą smūgiams, atsparumą nuovargiui, gamybą ir atsparumą karščiui bei drėgmei. ginkluotę. 3D spausdinimas, pasiektas Nacionalinės aeronautikos ir kosmoso administracijos ir JAV oro pajėgų tyrimų laboratorijos, dar labiau pagerins didelių ir sudėtingų dalių apdorojimo patikimumą.

& "naujų medžiagų karalius &"; konkuruojant tarp didžiųjų valstybių

Sparčiai plėtojant šiuolaikinius karo ginklus ir įrangą, siekiant mažos energijos sąnaudos, didelės naudingos apkrovos, slaptas ir didelis mobilumas, iškilo nauji ir aukštesni reikalavimai naujoms ginklų ir įrangos gamybos technologijoms. Žvelgiant į istoriją, nesunku pastebėti, kad kiekvieną kartą, kai padaroma didelė pažanga anglies pluošto medžiagų srityje, ją lydi stiprus susijusių karinių poreikių traukimas. 5-ajame dešimtmetyje JAV, siekdamos išspręsti pagrindines technines problemas, tokias kaip atsparumas aukštai temperatūrai ir atsparumas raketų purkštukams bei kovinėms galvutėms, ėmėsi iniciatyvos kuriant anglies pluoštus viskozės pagrindu. Nuo to laiko, atsiradus didesniam našumui ir daugiau anglies pluošto medžiagų rūšių, iš pažiūros minkšti pluoštai tapo&"naujų medžiagų karaliumi [GG" "; konkuruojant tarp didžiųjų valstybių.

Anglies pluoštas yra naujo tipo aukštos kokybės pluoštas, kurio anglies kiekis yra didesnis nei 95%. Jį sunku pagaminti ir jis yra svarbus pažangių ginklų įrangos sistemų veikimo rodiklis. Anglies pluošto medžiagų gamybos procesas yra labai sudėtingas, apimantis chemijos, tekstilės, medžiagų, tiksliųjų mašinų ir kitas sritis. Tai sistemingas projektas, apimantis daugiadisciplinines, rafinuotas ir aukščiausios klasės technologijas. Kadangi visas gamybos procesas yra susijęs su labai tiksliu tūkstančių parametrų, tokių kaip drėgmė, koncentracija, klampumas ir debitas, valdymu, nedidelis neatsargumas rimtai paveiks anglies pluošto medžiagų veikimą ir kokybės stabilumą. Todėl tik kelios šalys gali stabiliai gaminti aukštos kokybės anglies pluošto medžiagas.

Tiesą sakant, anglies pluošto medžiagos, ypač didelio stiprumo anglies pluošto pirmtakai, gali būti naudojamos kuriant didelio našumo ginklus ir įrangą, todėl kai kurių šalių eksporto sąraše buvo pasiektas embargo lygis, lygus branduolinio ginklo technologijai. Todėl naujos kartos anglies pluošto medžiagų ir didesnio našumo ginklų bei įrangos kūrimas tapo&"akcentu &"; įvairioms karinėms galioms konkuruoti su pažangiausiomis jėgomis. Šiuo metu įvairios karinės galios nukreipė savo dėmesį į &, anglies pluošto medžiagų &, sritį. ir stengiasi pradėti susijusius anglies pluošto medžiagų kūrimo planus, kurie gali sukelti&konkurenciją&"; kuriant anglies pluošto medžiagas. JAV gynybos departamento Išplėstinių tyrimų projektų agentūra anksčiau daug investavo į projektus, skirtus pagerinti anglies pluošto medžiagų stiprumą, o Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija taip pat aktyviai investavo į naujų anglies pluošto šiluminės apsaugos sistemų tyrimus.

& "Iki pasaulio po jūra &"; turi plačias plėtros perspektyvas

Augant susijusių technologijų brandai ir didėjant ginklų bei įrangos paklausai, anglies pluošto medžiagų naudojimas taip pat tampa vis tobulesnis. Anglies pluošto medžiagos, turinčios daug privalumų, tokių kaip lengvas svoris, didelis stiprumas ir atsparumas cheminei korozijai, privalo visapusiškai patekti į ginklų ir įrangos sritį ir pasiekti&"pasaulį po jūra [ GG], turintis plačias plėtros perspektyvas.

Aviacijos gamybos srityje anglies pluošto medžiagos buvo naudojamos jau seniai. Pagrindiniame F-35 naikintuvo skrydžio šalmo korpuse naudojamos aukštos kokybės anglies pluošto medžiagos, kurios gali nukreipti oro greitį, kryptį, aukštį, tikslinę informaciją ir įspėjimus apie radarą tiesiai ant šalmo' kaukės, suteikiančios pilotams precedento neturinčią kaukę. situacinis suvokimas. „Solar Impulse 2“ saulės energija varomas orlaivis, kuris 2015 m. Anglies pluošto medžiaga, kuri gali efektyviai sugerti radaro bangas, ne tik atitinka kūno' svorio mažinimo ir specialių eksploatacinių savybių reikalavimus, bet ir uždeda&"slaptą sluoksnį &"; ant kovotojo. Amerikiečių bombonešio B-2 ir naikintuvo F-117A fiuzeliaže taip pat naudojamos anglies pluoštą sugeriančios medžiagos.

Dronų srityje anglies pluošto medžiagos tapo nepakeičiamu&"geriausiu apvalkalu [GG" ". Siekiant užtikrinti laikomąją galią ir ištvermę, UAV apvalkalui reikia specialių medžiagų, turinčių didelį konstrukcinį stiprumą ir lengvą svorį. Palyginti su anksčiau plačiai naudojamais aliuminio lydiniais ir inžineriniais plastikais, anglies pluošto medžiagos yra mažo svorio, didelio stiprumo, pasižymi geresnėmis elektromagnetinėmis ekranavimo ir slaptumo charakteristikomis ir yra patogesnės integruotai gamybai ir liejimui. Ateityje jie būtinai taps pagrindine UAV apvalkalų medžiaga. . Visų pirma, mikropilotuojamas orlaivis, pagamintas iš anglies pluošto ir sveriantis tik 106 miligramus, gali patekti į siaurą erdvę ieškoti informacijos ir turi platų pritaikymo perspektyvą karinėje ir civilinėje srityse.

Anglies pluošto medžiagos gali ne tik patekti į dangų, bet ir patekti į jūrą. JAV&";" Ford&"; orlaivių vežėjas, norėdamas sulieknėti, naudoja daugybę anglies pluošto medžiagų." Švedijos karališkasis karinis jūrų laivynas" Visbis" klasės slaptos fregatos gamybai naudojamos anglies pluošto medžiagos, kurios ne tik pasižymi dideliu stiprumu ir ilgaamžiškumu, bet ir pasižymi puikiu atsparumu smūgiams. Indijos karinis jūrų laivynas taip pat importavo anglies pluošto medžiagas tik iš Švedijos, kai gamino&";" Giltan [GG ""; ir&"Kavalati [GG" "; fregatos.

Be to, anglies pluošto medžiagos taip pat plačiai naudojamos palydovuose, raketose ir raketų varikliuose. Ypač kai palydovai susiduria su &, ledu ir ugnimi &. skrydžio į kosmosą metu anglies pluošto medžiagos, kurių šiluminio plėtimosi koeficientas yra beveik nereikšmingas, yra&"gelbėtojai &"; iš palydovų. Mokslininkai netgi pristatė anglies pluošto vamzdį, kuris gali žymiai pagerinti šaunamojo ginklo šaudymo tikslumą, patvarumą ir vamzdžio tarnavimo laiką.&"; didelė drama &"; priklausymas kariniam anglies pluošto pritaikymui ką tik prasidėjo.