چند روز پیش ، ناسا و آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی آمریکا به طور مشترک فناوری جدیدی را برای چاپ سه بعدی پلیمرهای با درجه حرارت بالا توسعه داده اند که انتظار می رود در آینده در موتورهای هوافضا مورد استفاده قرار گیرد. مواد مورد استفاده در این فناوری فیبر کربن است. توسعه سریع تسلیحات و تجهیزات جنگی مدرن به منظور مصرف کم انرژی ، بار زیاد ، پنهان کاری و تحرک بالا است و نیازهای بالاتری بر مصالح مورد استفاده برای تولید سلاح ها اعمال می شود. مواد کامپوزیت الیاف کربن ، معروف به&، طلای سیاه&، به دلیل خواص مواد عالی ، به طور گسترده در صنایع دفاع ملی و نظامی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از مواد فیبر کربن برای ایجاد سلاح ها و تجهیزات با عملکرد بهتر مدتهاست که به میدان نبرد جدیدی تبدیل شده است که در آن قدرت های نظامی با هم رقابت می کنند.
جذاب"؛ طلای سیاه"؛
ربات&را به خاطر بسپارید ؛ Big White"؛ در فیلم انیمیشن Big Hero 6؟ نمونه اولیه این روبات پزشکی که افراد بی شماری را لمس کرده است از مواد فیبر کربن ساخته شده است. این به او اجازه می دهد تا در برابر له شدن و ضرب و شتم مقاومت کند. در حقیقت ، حتی هواپیمای جنگنده F-35 ، که قبلاً از مشکل اضافه وزن رنج می برد ، سرانجام با استفاده از حداکثر 35 درصد مواد کامپوزیتی از الیاف کربن به رویای خود برای پرواز پی برد. فیبر کربن ، معروف به&، طلای سیاه&، مدتهاست که در زمینه دفاع ملی و نظامی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. این یک ماده اساسی ضروری برای موشک ، ماهواره ، موشک ، جنگنده و کشتی است.
منشاء فیبر کربن را می توان در سال 1860 جستجو کرد. جوزف سوان انگلیسی هنگام ساخت رشته یک چراغ برقی ، فیبر کربن را اختراع و ثبت کرد. فیبر کربن واقعاً در"؛ blowout"؛ مرحله تحقیق و کاربرد ، یا چیزی بعد از دهه 1950. در سال 1958 ، محققان آمریکایی برای اولین بار فیبر کربن با عملکرد بالا را کشف کردند ، و سپس محققان ژاپنی و انگلیسی برای بهبود و ارتقاء عملکرد فیبر کربن کشف کردند. در دهه 1970 ، مواد فیبر کربن در قسمتهای ساختاری هواپیماهای جنگنده ظاهر شد و مواد فیبر کربن را می توان در هواپیماهای جنگنده مانند F-15 ، B-1 ، F-16 و F-18 مشاهده کرد. علاوه بر جنگنده های F-22 و F-35 نیروی هوایی ایالات متحده&با استفاده از مواد کامپوزیت فیبر کربن ، X-47B ، Global Hawk و سایر تجهیزات نیز از مواد فیبر کربن برای دستیابی به افزایش قابل توجه بار استفاده می کنند ، استقامت و ماندگاری
اغراق نیست اگر مواد فیبر کربن را به عنوان&، سنگ جامد و محکم مانند مو" ، توصیف کنیم. صرف نظر از این واقعیت که مواد فیبر کربن به اندازه الیاف نساجی نرم و قابل پردازش هستند ، آنها نسل جدیدی از مواد با کارایی بالا با استحکام بیشتر از فولاد ، مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و هدایت الکتریکی و حرارتی خوب هستند. دوچرخه های از جنس فیبر کربن که مردم معمولاً با آنها تماس می گیرند بیشتر بر عدم تغییر شکل پلاستیکی مواد فیبر کربن تکیه می کنند ، که نه تنها وزن بدنه خودرو را کاهش می دهد ، بلکه عمر مفید دوچرخه را نیز بسیار افزایش می دهد.
در حال حاضر ، هنوز فضای زیادی برای بهبود ویژگی های مواد کامپوزیت فیبر کربن وجود دارد. در زمینه رزین که مواد فیبر کربن روی آن متمرکز شده است ، استفاده از فیبر کربن عمر مفید قسمتهای مختلف سلاح و تجهیزات را بیشتر می کند و مقاومت چقرمگی ، مقاومت در برابر خستگی ، قابلیت تولید و مقاومت در برابر رطوبت و حرارت را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. اسلحه چاپ سه بعدی که توسط اداره ملی هوانوردی و فضا و آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایالات متحده انجام شده است ، قابلیت اطمینان پردازش قطعات بزرگ و پیچیده را بیشتر می کند.
& quot؛ پادشاه مواد جدید"؛ در رقابت بین قدرتهای بزرگ
توسعه سریع سلاح ها و تجهیزات جنگی مدرن به منظور مصرف کم انرژی ، بارهای زیاد ، مخفی کاری و تحرک بالا الزامات جدید و بالاتری را برای فناوری جدید مواد ساخت سلاح و تجهیزات مطرح کرده است. با نگاهی به تاریخ ، یافتن این نکته دشوار نیست که هر بار که یک پیشرفت تحقیق عمده در زمینه مواد فیبر کربن حاصل می شود ، با کشش شدید نیازهای نظامی مرتبط همراه باشد. در دهه 1950 ، ایالات متحده به منظور حل مشکلات فنی کلیدی مانند مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر خوردگی نازل ها و کلاهک های موشکی ، پیشتاز توسعه الیاف کربن بر پایه ویسکوز بود. از آن زمان ، با ظهور عملکرد بالاتر و انواع بیشتری از مواد فیبر کربن ، الیاف به ظاهر نرم تبدیل به"؛ پادشاه مواد جدید"؛ در رقابت بین قدرتهای بزرگ
فیبر کربن نوع جدیدی از الیاف با عملکرد بالا با محتوای کربن بیش از 95 است. ساخت آن دشوار است و شاخص مهمی از عملکرد پیشرفته سیستم های تجهیزات سلاح است. فرایند تولید مواد فیبر کربن بسیار پیچیده است و شامل مواد شیمیایی ، نساجی ، مواد ، ماشین آلات دقیق و سایر زمینه ها است. این یک پروژه سیستماتیک است که از فناوری چند رشته ای ، تصفیه شده و پیشرفته استفاده می کند. از آنجا که کل فرایند تولید به کنترل دقیق هزاران پارامتر مانند رطوبت ، غلظت ، ویسکوزیته و میزان جریان مربوط می شود ، کمی بی دقتی عملکرد و پایداری کیفی مواد فیبر کربن را به طور جدی تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین ، تنها چند کشور می توانند به طور پایدار مواد فیبر کربن با عملکرد بالا تولید کنند.
در حقیقت ، از مواد فیبر کربن ، به ویژه پیش ساخته های فیبر کربن با استحکام بالا ، می توان در توسعه سلاح ها و تجهیزات با کارایی بالا استفاده کرد و بنابراین در سطح صادرات برخی از کشورها با فناوری سلاح های هسته ای به سطح تحریم رسیده است. بنابراین ، توسعه نسل جدیدی از مواد فیبر کربن و سلاح ها و تجهیزات با عملکرد بالاتر تبدیل به یک"؛ برجسته"؛ برای رقابت قدرتهای مختلف نظامی با قدرت روز دنیا در حال حاضر ، قدرتهای مختلف نظامی چشم انداز خود را در زمینه"؛ مواد الیاف کربن"؛ و در حال راه اندازی برنامه های مرتبط برای توسعه مواد فیبر کربن هستند ، که ممکن است باعث"؛ مسابقه"؛ در توسعه مواد فیبر کربن آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته وزارت دفاع ایالات متحده قبلاً سرمایه گذاری زیادی در پروژه هایی برای بهبود استحکام مواد فیبر کربن کرده است و اداره ملی هوانوردی و فضایی نیز به طور فعال در زمینه تحقیق در مورد سیستم های حفاظتی حرارتی جدید فیبر کربن سرمایه گذاری کرده است.
& quot؛ تا جهان زیر دریا"؛ چشم اندازهای گسترده ای برای توسعه دارد
با افزایش بلوغ فناوری های مرتبط و افزایش تقاضا برای سلاح و تجهیزات ، استفاده از مواد فیبر کربن نیز به طور کامل و بی نقص تر می شود. مواد فیبر کربن با مزایای زیادی مانند وزن سبک ، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی ، به طور همه جانبه وارد عرصه سلاح و تجهیزات می شوند و به&(جهان زیر دریا) دست می یابند. GG] quot؛ ، با چشم انداز توسعه گسترده.
در زمینه تولید هوانوردی ، استفاده از مواد فیبر کربن از دیرباز ضروری بوده است. بدنه اصلی کلاه ایمنی هواپیمای F-35 از مواد فیبر کربنی با عملکرد بالا استفاده می کند که می تواند سرعت هوا ، ارتفاع ، اطلاعات هدف و هشدارهای راداری را مستقیماً بر ماسک کلاه ایمنی [39] (GG) نشان دهد و بی سابقه را در اختیار خلبانان قرار دهد. آگاهی موقعیتی هواپیمای خورشیدی "Solar Impulse 2" که سفر جهانی خود را در سال 2015 آغاز کرد ، از مواد فیبر کربن به عنوان "پوشش گرم" برای 80 درصد از ساختار کلی استفاده می کند ، که همچنین باعث صرفه جویی بیشتر در طول پرواز می شود. مواد فیبر کربنی که می تواند موج های رادار را به طور موثری جذب کند ، علاوه بر برآوردن کاهش وزن بدن و الزامات عملکرد ویژه بدن ،"؛ stealth coat"؛ روی جنگنده در بدنه بمب افکن B-2 آمریکایی و جنگنده F-117A نیز از مواد جذب کننده فیبر کربن استفاده شده است.
در زمینه هواپیماهای بدون سرنشین ، مواد فیبر کربن به عنوان"؛ بهترین پوسته"؛ تبدیل شده اند. به منظور اطمینان از قابلیت حمل و استقامت ، پوسته پهپاد به مواد خاصی با مقاومت ساختاری بالا و وزن سبک نیاز دارد. در مقایسه با آلیاژهای آلومینیوم و پلاستیک های مهندسی که قبلاً به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بودند ، مواد فیبر کربن دارای وزن سبک ، استحکام بالا و ویژگی های محافظ الکترومغناطیسی و پنهان کاری بهتر هستند و برای تولید و قالب گیری یکپارچه راحت تر هستند. در آینده ، آنها ملزم به تبدیل شدن به مواد اصلی برای پوسته های پهپاد می شوند. به به طور خاص ، هواپیمای کوچک بدون سرنشین ساخته شده از فیبر کربن و تنها 106 میلی گرم وزن می تواند برای جستجوی اطلاعات وارد فضای باریک و فشرده شده و طیف گسترده ای از چشم اندازهای کاربردی در زمینه های نظامی و غیرنظامی دارد.
مواد فیبر کربن نه تنها می توانند به آسمان بروند ، بلکه به دریا نیز می روند. ایالات متحده"؛ فورد"؛ ناو هواپیمابر از تعداد زیادی مواد فیبر کربن برای کاهش وزن استفاده می کند."؛ نیروی دریایی سلطنتی سوئد"؛ ویسبی"؛ ناوچه کلاس مخفی کاری از مواد فیبر کربن استفاده می کند که نه تنها از استحکام و دوام بالایی برخوردار است ، بلکه از مقاومت عالی در برابر ضربه نیز برخوردار است. نیروی دریایی هند هنگام تولید"؛ Giltan"؛ و"؛ کاوالتی"؛ ناوچه ها
علاوه بر این ، مواد فیبر کربن نیز به طور گسترده ای در ماهواره ها ، موشک ها و موتورهای موشک استفاده می شود. به ویژه هنگامی که ماهواره ها با"؛ یخ و آتش" مواجه می شوند؛ در طول پرواز فضایی ، مواد فیبر کربن با ضریب انبساط حرارتی تقریباً ناچیز دقیقاً"؛ نجات دهندگان"؛ از ماهواره ها محققان حتی یک لوله فیبر کربن را معرفی کردند که می تواند دقت شلیک ، دوام و عمر لوله سلاح گرم را تا حد زیادی بهبود بخشد. یک"؛ درام بزرگ"؛ متعلق به کاربرد نظامی فیبر کربن به تازگی آغاز شده است.
