Fyrir nokkrum dögum hafa NASA og rannsóknarstofa bandaríska flughersins þróað í sameiningu nýja tækni fyrir þrívíddarprentun á háhita fjölliðum, sem búist er við að verði beitt á flugvélar í framtíðinni. Efnið sem notað er í þessari tækni er koltrefjar. Hröð þróun nútíma hernaðarvopna og búnaðar er í átt til lítillar orkunotkunar, mikils álags, laumuspil og mikillar hreyfanleika og meiri kröfur eru gerðar til efna sem notuð eru til að framleiða vopn. Samsett efni úr koltrefjum, þekkt sem" svartgull&", eru mikið notuð í varnarmálum og hernaðariðnaði vegna framúrskarandi efnis eiginleika þeirra. Notkun kolefnistrefjaefna til að búa til vopn og tæki sem skila betri árangri er löngu orðinn nýr vígvöllur þar sem hernaðarmáttur keppir.
Heillandi" svart gull"
Mundu eftir vélmenninu" Big White" í teiknimyndinni Big Hero 6? Frumgerð þessa læknis vélmenni sem hefur snert óteljandi fólk er úr kolefnistrefjum. Þetta gerir honum kleift að þola að mylja og berja. Meira að segja F-35 orrustuþotan, sem áður var í vandræðum með ofþungavandamálið, áttaði sig loksins á draum sínum um að fljúga með því að nota allt að 35% af koltrefjasamsettum efnum. Kolefni trefjar, þekkt sem" svartgull&", hefur lengi verið mikið notað á sviði varnar og hernaðar innanlands. Það er ómissandi grunnefni fyrir eldflaugar, gervitungl, eldflaugar, orrustuþotur og skip.
Uppruna kolefnistrefja má rekja aftur til ársins 1860. Englendingurinn Joseph Swan fann upp og fékk einkaleyfi á kolefnistrefjum þegar hann bjó til þráð úr rafljósi. Koltrefjar leiddu virkilega í ljós" blowout" stig rannsókna og umsóknar, eða eitthvað eftir fimmta áratuginn. Árið 1958 uppgötvuðu bandarískir vísindamenn í fyrsta skipti afkastamikla koltrefja en síðan japanskir og breskir vísindamenn til að bæta og uppfæra afköst koltrefja. Á áttunda áratugnum byrjaði kolefnistrefjaefni að koma upp í burðarhlutum orrustuflugvéla og má sjá kolefnistrefjaefni í orrustuflugvélum eins og F-15, B-1, F-16 og F-18. Til viðbótar við F-22 og F-35 bardagamenn bandaríska flughersins&sem nota kolefnistrefjasamsett efni, nota X-47B, Global Hawk og annar búnaður einnig kolefnistrefjaefni til að ná verulegri aukningu á álagi, þrek og lifun.
Það er ekki ofmælt að lýsa kolefnistrefjum sem" steinsteypt og hörð eins og hár" ;. Burtséð frá því að kolefni trefjar eru eins mjúk og vinnanleg og textíltrefjar, þá eru þau ný kynslóð afkastamikilla efna með meiri styrk en stál, tæringarþol, háhitaþol og góð rafmagns- og hitaleiðni. Kolefnistrefjahjólin sem fólk kemst venjulega í snertingu við treysta oftast á skort á plastbrotum kolefnistrefjaefna, sem dregur ekki aðeins úr þyngd bílhússins heldur bætir einnig mjög langan líftíma hjólsins.
Á þessari stundu er enn mikið svigrúm til að bæta eiginleika kolefnistrefja samsettra efna. Á plastefni sviði þar sem kolefnistrefjaefni er lögð áhersla á mun notkun koltrefja lengja endingartíma ýmissa hluta vopnabúnaðar og búnaðar og mun bæta verulega hörku, þreytuþol, framleiðslugetu og hita- og rakaþol vopn. Þrívíddarprentunin sem National Aeronautics and Space Administration og US Air Force Research Laboratory náðu til mun bæta enn frekar áreiðanleika vinnslu stórra og flókinna hluta.
The" king of new materials" í samkeppni meðal stórvelda
Hröð þróun nútíma hernaðarvopna og búnaðar í átt til lítillar orkunotkunar, mikils álags, laumuspil og mikillar hreyfanleika hefur sett fram nýjar og meiri kröfur um nýja efnistækni til að framleiða vopn og tæki. Þegar litið er til baka í söguna er ekki erfitt að komast að því að í hvert skipti sem miklar rannsóknarframfarir verða í kolefnistrefjaefnum fylgir henni sterk tog af skyldum hernaðarþörfum. Á fimmta áratugnum, til að leysa helstu tæknileg vandamál, svo sem háhitaþol og tæringarþol eldflaugastúta og sprengjuhausa, tóku Bandaríkin forystu í þróun koltrefja sem byggjast á viskósu. Síðan þá, með tilkomu meiri afkasta og fleiri afbrigðum kolefnistrefjaefna, hafa sýnilega mjúkir trefjar orðið" konungur nýrra efna" í samkeppni meðal stórvelda.
Koltrefjar eru ný tegund af afkastamikilli trefjum með kolefnisinnihald meira en 95%. Það er erfitt að framleiða og er mikilvægur vísbending um háþróaða afköst vopnabúnaðarkerfa. Framleiðsluferli kolefnistrefjaefna er mjög flókið og felur í sér efna-, textíl-, efni, nákvæmnisvélar og önnur svið. Þetta er kerfisbundið verkefni sem samþættir þverfaglega, fágaða og háþróaða tækni. Þar sem allt framleiðsluferlið tengist mikilli nákvæmni stjórn á þúsundum breytum eins og rakastigi, styrk, seigju og rennslishraða mun smá kæruleysi hafa alvarleg áhrif á afköst og gæðastöðugleika kolefnistrefjaefna. Þess vegna geta aðeins nokkur lönd staðfastlega framleitt afkastamikið kolefnistrefjaefni.
Í raun er hægt að nota kolefnistrefjaefni, sérstaklega hástyrk kolefnistrefjar, við þróun á afkastamiklum vopnum og búnaði og hafa þannig náð viðskiptabanni á útflutningslista sumra landa á pari við kjarnorkuvopnartækni. Þess vegna hefur þróun nýrrar kynslóðar kolefnistrefjaefni og afkastamikill vopn og búnaður orðið" hápunktur" fyrir ýmis hernaðarmátt að keppa við háþróaðan styrk. Um þessar mundir hafa ýmis hernaðarmörk sett mark sitt á" kolefnistrefjaefni" og keppast við að setja af stað tengdar áætlanir um þróun kolefnistrefjaefna, sem geta kallað á" keppni" við þróun kolefnistrefjaefna. Framkvæmdastofnun háþróaðra rannsóknaverkefna í varnarmálaráðuneyti Bandaríkjanna hefur áður fjárfest mikið í verkefnum til að bæta styrk kolefnistrefjaefna og hefur flugmálaeftirlitið einnig virkan fjárfest í rannsóknum á nýjum hitavörnarkerfum kolefnistrefja.
& quot; Upp í heiminn undir sjónum" hefur víðtæka möguleika til þróunar
Með vaxandi þroska tengdrar tækni og aukinni eftirspurn eftir vopnum og búnaði, er notkun kolefnistrefja einnig að verða fullkomnari. Kolefnistrefjaefni með marga kosti, svo sem létt þyngd, hár styrkur og efnafræðileg tæringarþol, verða að fara inn á vopnabúnað og búnað á alhliða hátt og ná" heiminum undir sjónum [ GG] quot ;, með víðtækar þróunarhorfur.
Á sviði flugframleiðslu hefur notkun kolefnistrefjaefna lengi verið ómissandi. Aðalhluti F-35 orrustuflug hjálmsins notar afkastamikið kolefni trefjaefni, sem getur varpað flughraða, stefnu, hæð, markupplýsingum og ratsjárviðvörunum beint á hjálm' grímuna og veitir flugmönnum fordæmalausa ástandsvitund. Sólknúna flugvélin „Solar Impulse 2“ sem hóf alþjóðlegt flugferð sína árið 2015 notar kolefnistrefjaefni sem „hlýja kápu“ fyrir 80% af heildaruppbyggingu, sem sparar einnig meiri orku meðan á fluginu stendur. Auk þess að mæta líkamsþyngdarlækkun' og sérstökum kröfum um afköst, þá setur kolefnistrefjaefnið sem í raun getur tekið í sig ratsjárbylgjur einnig" laumuspil" á bardagamanninum. Skrokkur bandarísku B-2 sprengjuflugvélarinnar og F-117A orrustuvélarinnar nota einnig kolefnistrefjar sem gleypa efni.
Á sviði dróna hafa kolefni trefjar orðið óbætanleg" besta skel" ;. Til að tryggja burðargetu og þrek þarf UAV skelinn sérstök efni með mikla burðarstyrk og létt þyngd. Í samanburði við ál og verkfræði plast sem hafa verið mikið notuð áður, eru kolefni trefjar léttar, sterkar og hafa betri rafsegulvörn og laumueinkenni og þau eru þægilegri fyrir samþætta framleiðslu og mótun. Í framtíðinni verða þeir að verða aðalefni fyrir UAV skeljar. . Sérstaklega getur ör-mannlausa flugbíllinn úr kolefnistrefjum og aðeins 106 milligrömm vegið komast inn í þröngt rýmið til að leita upplýsinga og hefur mikla möguleika á notkun á hernaðarlegum og borgaralegum sviðum.
Kolefni trefjar efni geta ekki aðeins farið til himins, heldur einnig til sjávar. BNA" Ford" flugmóðurskip notar mikinn fjölda kolefnistrefja til að" grennast." Konunglega sænska sjóherinn" Visby" flokkur laumuspil fregat nota kolefni trefjar efni, sem hefur ekki aðeins mikla styrk og endingu, heldur hefur einnig framúrskarandi höggþol. Indverski sjóherinn flutti einnig inn kolefnistrefjar eingöngu frá Svíþjóð við framleiðslu á" Giltan" og" Kavalati" freigátur.
Að auki eru kolefni trefjar einnig mikið notuð í gervitunglum, eldflaugum og eldflaugavélum. Sérstaklega þegar gervitungl snúa að" ís og eldi" í geimflugi eru kolefnistrefjaefni með nánast hverfandi hitauppstreymisstuðul einmitt" frelsarar" af gervitunglum. Vísindamenn kynntu meira að segja koltrefjatunnu sem getur bætt skotnákvæmni, endingu og líftíma skotvopnsins til muna. A" stórt drama" sem tilheyra herforritinu á kolefnistrefjum er nýhafið.
