Обзор композитов, используемых в самолетах на малой высоте 

2024 год считается первым годом развития низковысотной экономики Китая, и новые летательные аппараты, такие как дроны, eVTOL (электрические машины вертикального взлета и посадки) и аэрокэбы, ускоряют свою коммерциализацию, что будет способствовать преобразованию и модернизации логистики, сельского хозяйства, спасательных служб и туризма. В ходе этого процесса композитные материалы стали основными материалами для производства низковысотных самолетов благодаря их легкому весу, высокой прочности и стойкости к коррозии, что помогает отрасли преодолеть узкие места в области производительности и экономичности.

Углеродное волокно: “каркас” экономичности на малых высотах
Композитов из углеродного волокна занимают абсолютно доминирующее положение в производстве материалов для маловысотных самолетов. На его долю приходится более 70% веса фюзеляжа, и он широко используется в конструктивных элементах (75-80%) и аккумуляторной системе (8-12%) eVTOL. Отечественные головные предприятия, такие как Yihang Intelligence и Xiaopeng Huitian, применили его для изготовления лопастей несущих винтов, шасси и других ключевых деталей. Прогнозируется, что спрос на одно углеродное волокно eVTOL в объеме около 100-400 кг к 2030 году при мировом объеме заказов в 8000 единиц увеличится на 600-2300 тонн и будет способствовать модернизации производственной цепочки.

Стекловолокно: как функциональное, так и эстетическое
Стеклопластик (GFRP), армированный стекловолокном, используется в чувствительных к сигналу деталях, таких как обтекатели, такие как обтекатель регионального авиалайнера ARJ21 и конструкция беспилотного летательного аппарата Global Hawk, благодаря своим превосходным свойствам пропускания волн и устойчивости к атмосферным воздействиям. Его легкие характеристики позволяют повысить грузоподъемность и эффективность полета, а также способствуют инновационному дизайну внешнего вида самолета с учетом функциональных и эстетических потребностей.

Арамидное волокно: эталон высококачественной защиты и легкого веса.
Материал сотовой сердцевины из арамидной бумаги стал первым выбором для многослойной конструкции фюзеляжа eVTOL благодаря своей высокой удельной прочности, огнестойкости и низкой токсичности и был принят на вооружение такими мировыми компаниями, как Joby и Yihang. В области беспилотных летательных аппаратов арамидные композиты используются в шасси, защитной броне и других компонентах, что значительно повышает безопасность оборудования в суровых условиях. Отечественные предприятия, такие как Taihe New Material, уже представили соответствующие облегченные решения.

Многоядерные материалы: адаптация к сложным сценариям
В низковысотном авиастроении также широко используются сотовые, пенопластовые и другие многослойные конструкции. Например, беспилотный летательный аппарат Boeing X-45A снижает затраты на 50% благодаря технологии “сэндвич” из пенополистирола; низкоскоростные беспилотные летательные аппараты могут гибко выбирать конструкции из ячеек, дерева или ламината в соответствии с требованиями к прочности компонентов, обеспечивая баланс между производительностью и стоимостью.

Перспективы на будущее
С ослаблением глобальной политики в отношении малых высот и итерацией технологических процессов производства материалов композитные материалы значительно расширят возможности экономики малых высот. Китайские предприятия завоевывают лидирующие позиции в промышленности благодаря технологическим инновациям, ускоряя процесс локализации производства углеродного волокна, арамида и других основных материалов, и, как ожидается, займут ключевое положение в глобальной цепочке поставок. Синергетическое развитие экономики полетов на малых высотах и композитных материалов не только изменит структуру авиационной промышленности, но и откроет новый путь для экологически чистых и эффективных перевозок.