Die Wirtschaft in niedrigen Höhenlagen boomt.
Drohnen, einst als High-End-Spielzeuge angesehen, glänzen heute in verschiedenen Branchen, wie zum BeispielPestizidspritzen, Geländevermessung, Lebensmittellieferungen in Städten und Katastrophenhilfe...
Darüber hinaus wird es ständig erweitert.Es ist absehbar, dass die Anwendungsszenarien der Wirtschaft in niedrigen Höhenlagen in naher Zukunft eine explosive Innovation erfahren werden.Aus werkstofflicher Sicht ist es klar, dass es unrealistisch ist, sich für alle Anwendungen auf ein einziges Grundmaterial zu verlassen.Werfen wir einen Blick auf das neueste „Weißbuch zu Szenarien für die Wirtschaft in niedrigen Höhen“, das von der Chinesischen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt veröffentlicht wurde. Wir untersuchen, wie sich die Wahl der Basismaterialien in verschiedenen Szenarien für niedrige Höhen unterscheidet und welche Materialien voraussichtlich einen großen Einfluss auf die Wirtschaft in niedrigen Höhen haben werden.Metall vs. Kunststoff: Was ist besser?Am Beispiel von Drohnen und eVTOLs – ob sie nun zum Transport von Personen oder Gütern, in der Logistik, im Tourismus oder in der Landwirtschaft eingesetzt werden – müssen die in Tiefflugflugzeugen verwendeten Materialien die folgenden wichtigen Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften erfüllen:Leicht: Geringe Dichte und Masse zur Verbesserung der Nutzlastkapazität und Flugdauer.Mechanische Leistung: Hohe Steifigkeit, Festigkeit und Schlagfestigkeit, um Flugbelastungen und Vibrationen standzuhalten.Wetterbeständigkeit: UV-Beständigkeit, große Temperaturtoleranz (-40 °C bis 80 °C) und Feuchtigkeitsbeständigkeit.Korrosionsbeständigkeit: Beständigkeit gegen Öl- und Salzsprühkorrosion.Verarbeitbarkeit: Gute Fließfähigkeit für einfache Herstellung und Montage.Flammhemmung: Einhaltung der Standards UL94 V-0 oder V-2 (besonders wichtig für Passagier- oder Logistikdrohnen).Kosteneffizienz: Die gesamten Material- und Produktionskosten sollten kontrollierbar sein (bei High-End-Anwendungen ist mehr Flexibilität möglich).Es ist allgemein bekannt, dass über strenge Leistungsanforderungen hinausLeichtbauist in allen Branchen zu einem Wettbewerbsziel geworden – und das gilt insbesondere für Flugzeuge.In der Anfangsphase des Tiefflugsektors dominierten hochfeste und harte Metalle als Werkstoffe.Zum Beispiel,Aluminiumlegierungengelten als die „Leichtbau-Champions“ unter den Metallen. Mit einer Dichte von nur 2,7 g/cm³ sind sie 30 bis 50 Prozent leichter als Stahl. Sie bieten gute Korrosionsbeständigkeit und lange Haltbarkeit nach der Oberflächenbehandlung, gute Verarbeitbarkeit und moderate Kosten.Ein weiteres Beispiel istTitanlegierungen, oft als die „Leistungsbestien“ unter den Materialien gepriesen. Mit einer Zugfestigkeit von über 1200 MPa behalten sie auch bei hohen Temperaturen ihre hervorragende Leistung und halten rauen Bedingungen wie Säuren, Laugen und Salznebel stand.Allerdings haben metallische Werkstoffe auch bekannte Nachteile – allen voran die Kosten. Titanlegierungen beispielsweise sind teuer und schwierig zu verarbeiten, was die Produktionskosten in die Höhe treibt.Hinzu kommt das Gewichtsproblem. Das hohe Gewicht der Metallkomponenten verringert die Reichweite und Wendigkeit des Flugzeugs und erschwert so effiziente Manöver in komplexen Umgebungen in geringer Höhe.Im heutigen Zeitalter der Effizienz und des Leichtbaus geraten diese einstmals zuverlässigen Materialien ins Hintertreffen.Könnten Kunststoffe mit ihren inhärenten Vorteilen einer geringen Dichte und eines geringen Gewichts dieser Aufgabe gewachsen sein?Lassen Sie uns nicht voreilige Schlüsse ziehen – basierend auf den erforderlichen Materialeigenschaften haben wir die gängigen Kunststoffgrundmaterialien auf dem Markt überprüft und Folgendes festgestellt:
Wir wissen, dass die Vielseitigkeit der Tiefflugindustrie dazu führt, dass verschiedene Flugzeuge in unterschiedlichen Flugszenarien eingesetzt werden. Daher variieren die erforderlichen Materialeigenschaften je nach spezifischer Anwendung.Daher werden wir uns im nächsten Artikel Materialauswahllösungen für unterschiedliche Szenarien genauer ansehen.
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