복합재료는 가볍고, 강도가 높고, 내식성이 뛰어나고, 가소성이 뛰어나 저고도 항공기 제조에 이상적인 재료가 되었습니다. 효율성, 배터리 수명, 환경 보호를 추구하는 저고도 경제 시대에 복합재료를 사용하는 것은 항공기의 성능과 안전성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 전체 산업의 발전을 촉진하는 핵심입니다.
탄소섬유복합재료
가볍고, 강도가 높고, 내식성이 뛰어나고, 기타 특성이 뛰어나 탄소 섬유는 저고도 항공기 제조에 이상적인 소재가 되었습니다. 항공기의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 성능과 경제적 이점을 개선하고 전통적인 금속 재료를 대체하는 데 효과적입니다. 스카이카의 복합 재료 중 90% 이상이 탄소 섬유이고, 나머지 약 10%는 유리 섬유입니다. eVTOL 항공기에서 탄소 섬유는 구조적 구성 요소와 추진 시스템에 널리 사용되어 약 75~80%를 차지하고, 빔과 좌석 구조와 같은 내부 응용 분야가 12~14%를 차지하고, 배터리 시스템과 항공 전자 장비가 8~12%를 차지합니다.
섬유유리 복합 재료
유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)은 내식성, 고온 및 저온 내성, 내방사선성, 난연성 및 노화 방지 특성이 뛰어나 드론과 같은 저고도 항공기 제조에 중요한 역할을 합니다. 이 소재를 적용하면 항공기의 무게를 줄이고, 탑재량을 늘리고, 에너지를 절약하고, 아름다운 외관 디자인을 얻는 데 도움이 됩니다. 따라서 GFRP는 저고도 경제에서 핵심 소재 중 하나가 되었습니다.
저고도 항공기 생산 공정에서 유리 섬유 천은 동체, 날개, 꼬리와 같은 핵심 구조 부품을 제조하는 데 널리 사용됩니다. 가벼운 특성으로 인해 항공기의 순항 효율을 개선하고 더 강한 구조적 강도와 안정성을 제공하는 데 도움이 됩니다.
레이돔 및 페어링과 같이 우수한 전파 투과성이 요구되는 구성품에는 일반적으로 유리 섬유 복합 재료가 사용됩니다. 예를 들어, 고고도 장거리 무인 항공기(UAV)와 미 공군의 RQ-4 "글로벌 호크" 무인 항공기는 날개, 꼬리, 엔진실 및 후방 동체에 탄소 섬유 복합 재료를 사용하고, 레이돔과 페어링은 유리 섬유 복합 재료로 제작하여 명확한 신호 전송을 보장합니다.
유리 섬유 천은 항공기 페어링과 창문을 만드는 데 사용할 수 있으며, 항공기의 외관과 아름다움을 향상시킬 뿐만 아니라 탑승감도 향상시킵니다. 마찬가지로 위성 설계에서도 유리 섬유 천을 사용하여 태양 전지 패널과 안테나의 외부 표면 구조를 구축할 수 있으므로 위성의 외관과 기능적 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
아라미드 섬유복합재료
바이오닉 천연 허니콤의 육각형 구조로 설계된 아라미드 페이퍼 허니콤 코어 소재는 뛰어난 비강도, 비강성, 그리고 구조적 안정성으로 높은 평가를 받고 있습니다. 또한, 이 소재는 우수한 차음, 단열, 난연성을 갖추고 있으며, 연소 시 발생하는 연기와 독성이 매우 낮습니다. 이러한 특성 덕분에 항공우주 및 고속 운송 수단과 같은 고급 응용 분야에서 높은 점유율을 차지하고 있습니다.
아라미드 종이 허니콤 코어 소재는 비용이 높지만 항공기, 미사일, 위성 등 첨단 장비의 핵심 경량 소재로 선택되는 경우가 많으며, 특히 광대역 전파 투과성과 높은 강성이 요구되는 구조 부품 제조에 많이 사용됩니다.
가벼운 이점
아라미드 종이는 핵심 동체 구조 재료로, 특히 탄소 섬유 허니컴 샌드위치 층으로서 eVTOL과 같은 주요 저고도 경제형 항공기에서 중요한 역할을 합니다.
무인 항공기 분야에서도 노멕스 허니콤 소재(아라미드지)는 널리 사용되고 있으며, 동체 쉘, 날개 스킨, 선단부 및 기타 부품에 사용됩니다.
다른샌드위치 복합 재료
무인 항공기 등 저고도 항공기의 경우, 제조 공정에 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 강화소재를 사용하는 것 외에도 허니콤, 필름, 폼 플라스틱, 폼 접착제 등의 샌드위치 구조 소재도 널리 사용되고 있다.
샌드위치 소재를 선택할 때 일반적으로 사용되는 것으로는 허니콤 샌드위치(종이 허니콤, 노멕스 허니콤 등), 목재 샌드위치(자작나무, 오동나무, 소나무, 린든 등), 폼 샌드위치(폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 폼 등) 등이 있습니다.
폼 샌드위치 구조는 방수 및 부유 특성과 날개와 꼬리 날개의 내부 구조의 공동을 전체적으로 채울 수 있는 기술적 이점으로 인해 무인 항공기 기체 구조에 널리 사용되었습니다.
저속 UAV를 설계할 때, 허니컴 샌드위치 구조는 일반적으로 강도 요구 사항이 낮고 모양이 규칙적이며 곡면이 크고 배치가 쉬운 부품(예: 전면 날개 안정화 표면, 수직 꼬리 안정화 표면, 날개 안정화 표면 등)에 사용됩니다. 엘리베이터 표면, 방향타 표면, 에일러론 방향타 표면 등과 같이 모양이 복잡하고 곡면이 작은 부품의 경우 폼 샌드위치 구조가 선호됩니다. 더 높은 강도가 필요한 샌드위치 구조의 경우 목재 샌드위치 구조를 선택할 수 있습니다. 동체 피부, T형 빔, L형 빔 등과 같이 강도와 강성이 모두 필요한 부품의 경우 일반적으로 적층 구조가 사용됩니다. 이러한 구성 요소를 제조하려면 사전 성형이 필요하며, 필요한 면내 강성, 굽힘 강도, 비틀림 강성 및 강도 요구 사항에 따라 적절한 강화 섬유, 매트릭스 재료, 섬유 함량 및 적층을 선택하고 다양한 배치 각도, 층 및 적층 순서를 설계하고 다양한 가열 온도 및 가압 압력을 통해 경화합니다.
게시 시간: 2024년 11월 22일
