Преди няколко дни НАСА и изследователската лаборатория на ВВС на САЩ съвместно разработиха нова технология за 3D печат на високотемпературни полимери, която се очаква да бъде приложена към космическите двигатели в бъдеще. Материалът, използван в тази технология, е въглеродни влакна. Бързото развитие на съвременните бойни оръжия и оборудване е насочено към ниска консумация на енергия, голям полезен товар, стелт и висока мобилност, а към материалите, използвани за производството на оръжия, се поставят по -високи изисквания. Композитните материали от въглеродни влакна, известни като &; черно злато &, са широко използвани в националната отбранителна и военна промишленост поради отличните си свойства на материала. Използването на материали от въглеродни влакна за създаване на по-ефективни оръжия и оборудване отдавна се е превърнало в ново бойно поле, където се състезават военните сили.
Очарователното&"черно злато [GG" quot;
Помнете робота&"Big White [GG" quot; в анимационния филм Big Hero 6? Прототипът на този медицински робот, който е докоснал безброй хора, е направен от материали от въглеродни влакна. Това му позволява да издържа на смачкване и биене. Всъщност дори изтребителят F-35, който преди беше обезпокоен от проблема с наднорменото тегло, най-накрая реализира мечтата си да лети, като използва до 35% композитни материали от въглеродни влакна. Въглеродните влакна, известни като&"черно злато [GG", отдавна са широко използвани в областта на националната отбрана и военните. Това е незаменим основен материал за ракети, спътници, ракети, изтребители и кораби.
Произходът на въглеродните влакна може да се проследи до 1860 г. Англичанинът Джоузеф Суон изобретява и патентова въглеродни влакна, когато прави нажежаема жичка от електрическа светлина. Въглеродните влакна наистина въведоха&"издухване &" етап на изследване и приложение, или нещо след 50 -те години. През 1958 г. американски изследователи за първи път откриват високоефективни въглеродни влакна, последвани от японски и британски изследователи за подобряване и подобряване на производителността на въглеродните влакна. До 70-те години материалите от въглеродни влакна започват да се появяват в конструктивните части на изтребителите, а материалите от въглеродни влакна могат да се видят на изтребители като F-15, B-1, F-16 и F-18. В допълнение към изтребителите F-22 и F-35 на ВВС на САЩ' използващи композитни материали от въглеродни влакна, X-47B, Global Hawk и друго оборудване също използват материали от въглеродни влакна, за да постигнат значително увеличение на полезния товар, издръжливост и оцеляване.
Не е преувеличено да се опишат материалите от въглеродни влакна като&"твърди като камък и жилави като коса &". Независимо от факта, че материалите от въглеродни влакна са меки и обработваеми като текстилните влакна, те са ново поколение високоефективни материали с по-голяма здравина от стоманата, устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура и добра електрическа и топлопроводимост. Велосипедите от въглеродни влакна, с които хората обикновено влизат в контакт, най -често разчитат на липсата на пластична деформация на материалите от въглеродни влакна, което не само намалява теглото на каросерията на автомобила, но и значително подобрява експлоатационния живот на велосипеда.
Понастоящем все още има огромно място за подобряване на характеристиките на композитните материали от въглеродни влакна. В областта на смолата, където са фокусирани материалите от въглеродни влакна, прилагането на въглеродни влакна допълнително ще увеличи експлоатационния живот на различни части от оръжия и оборудване и значително ще подобри ударната издръжливост, устойчивостта на умора, технологичността и устойчивостта на топлина и влажност на оръжие. 3D печатът, постигнат от Националната администрация по аеронавтика и космическо пространство и Изследователската лаборатория на ВВС на САЩ, ще подобри допълнително надеждността на обработката на големи и сложни части.
& "кралят на новите материали" в конкуренция между големите сили
Бързото развитие на съвременните бойни оръжия и оборудване към ниска консумация на енергия, големи полезни товари, скритост и висока мобилност постави нови и по -високи изисквания за новата материална технология за производство на оръжия и оборудване. Поглеждайки назад към историята, не е трудно да се установи, че всеки път, когато се постигне голям напредък в изследванията на материалите от въглеродни влакна, той е придружен от силно привличане на свързани военни нужди. През 50-те години на миналия век, за да се решат ключови технически проблеми, като устойчивост на висока температура и устойчивост на корозия на ракетните дюзи и бойните глави, Съединените щати поемат водеща роля в разработването на въглеродни влакна на основата на вискоза. Оттогава, с появата на по -висока производителност и повече разновидности на материали от въглеродни влакна, привидно меките влакна се превърнаха в&"крал на новите материали [GG"; в конкуренция между големите сили.
Въглеродните влакна са нов тип високоефективни влакна със съдържание на въглерод над 95%. Той е труден за производство и е важен показател за напредналите характеристики на системите за оръжейно оборудване. Процесът на производство на материали от въглеродни влакна е много сложен, включващ химикали, текстил, материали, прецизни машини и други области. Това е систематичен проект, интегриращ мултидисциплинарни, усъвършенствани и висококачествени технологии. Тъй като целият производствен процес е свързан с високоточния контрол на хиляди параметри като влажност, концентрация, вискозитет и дебит, малко невнимание ще засегне сериозно производителността и стабилността на качеството на материалите от въглеродни влакна. Следователно само няколко държави могат стабилно да произвеждат високоефективни материали от въглеродни влакна.
Всъщност материалите от въглеродни влакна, особено висококачествените прекурсори от въглеродни влакна, могат да бъдат използвани при разработването на високопроизводителни оръжия и оборудване и по този начин са достигнали ниво на ембарго в списъка за износ на някои страни наравно с технологиите за ядрени оръжия. Следователно разработването на ново поколение материали от въглеродни влакна и оръжия и оборудване с по-висока производителност се превърна в" акцент" различни военни сили да се конкурират с най-съвременната сила. Понастоящем различни военни сили са насочили погледа си към областта на&"материали от въглеродни влакна [GG"; и се надпреварват да лансират свързани планове за разработване на материали от въглеродни влакна, които могат да предизвикат конкуренция &; в разработването на материали от въглеродни влакна. Агенцията за напреднали изследователски проекти на Министерството на отбраната на САЩ преди това е инвестирала значителни средства в проекти за подобряване на здравината на материалите от въглеродни влакна, а Националната администрация по аеронавтика и космос също е инвестирала активно в изследвания на нови системи за термична защита от въглеродни влакна.
& quot; До света под морето" има широки перспективи за развитие
С нарастващата зрялост на свързаните технологии и нарастващото търсене на оръжия и оборудване, приложението на материали от въглеродни влакна също става все по -съвършено. Материалите от въглеродни влакна с много предимства, като леко тегло, висока якост и устойчивост на химическа корозия, са длъжни да навлязат в областта на оръжията и оборудването по всеобхватен начин и да постигнат&"света под морето [ GG] ", с широки перспективи за развитие.
В областта на авиационното производство приложението на материали от въглеродни влакна отдавна е незаменимо. Основният корпус на изтребителния шлем F-35 използва високоефективни материали от въглеродни влакна, които могат да проектират въздушна скорост, курс, надморска височина, информация за целта и радарни предупреждения директно върху маската на шлема', осигурявайки на пилотите безпрецедентна осъзнаване на ситуацията. Самолетът със слънчева енергия „Solar Impulse 2“, който започна своето глобално полетно пътуване през 2015 г., използва материали от въглеродни влакна като „топъл слой“ за 80% от общата структура, което също спестява повече енергия по време на полета. Освен че отговаря на намаляването на теглото на тялото' и специалните изисквания за производителност, материалът от въглеродни влакна, който може ефективно да абсорбира радарните вълни, също така поставя&"скрито покритие &"; на изтребителя. Фюзелажът на американския бомбардировач В-2 и изтребителя F-117A също използват материали, абсорбиращи въглеродни влакна.
В областта на дроновете материалите от въглеродни влакна са се превърнали в незаменимия&"най -добрата обвивка [GG" ". За да се осигури товароносимост и издръжливост, корпусът на БЛА се нуждае от специални материали с висока структурна здравина и леко тегло. В сравнение с алуминиевите сплави и инженерните пластмаси, които са били широко използвани преди това, материалите от въглеродни влакна са леки по тегло, с висока якост и имат по -добра електромагнитна защита и стелт характеристики и са по -удобни за интегрирано производство и формоване. В бъдеще те ще се превърнат в основен материал за снарядите на БЛА. . По-специално, безпилотният летателен апарат, изработен от въглеродни влакна и тежащ само 106 милиграма, може да влезе в притиснатото тясно пространство за търсене на информация и има широк спектър от възможности за приложение във военната и гражданската сфера.
Материалите от въглеродни влакна могат не само да стигнат до небето, но и да отидат до морето. САЩ" Ford" самолетоносачът използва голям брой материали от въглеродни влакна, за да отслаби &." Кралският шведски флот&"Visby &"; клас стелт фрегата използва материали от въглеродни влакна, които не само имат висока якост и издръжливост, но и имат отлична устойчивост на удар. Индийският флот също внася материали от въглеродни влакна изключително от Швеция, когато произвежда &; Giltan &; и&"Кавалати &"; фрегати.
В допълнение, материалите от въглеродни влакна също се използват широко в сателити, ракети и ракетни двигатели. Особено когато спътниците са изправени пред&„лед и огън &“; по време на космически полет материалите от въглеродни влакна с почти незначителен коефициент на термично разширение са точно" спасители" от спътници. Изследователите дори въведоха цев от въглеродни влакна, която може значително да подобри точността на стрелба, издръжливостта и живота на огнестрелното оръжие. A" голяма драма" принадлежащи към военните приложения на въглеродните влакна току -що са започнали.
