חֲדָשׁוֹת

בנוף הטכנולוגי המתפתח במהירות, ה-כלכלה בגובה נמוךמתגלה כמגזר חדש ומבטיח בעל פוטנציאל פיתוח עצום.חומרים מרוכבים מפיברגלס, עם יתרונות הביצועים הייחודיים שלהם, הופכים לכוח מכריע המניע את הצמיחה הזו, ומציתים בשקט מהפכה תעשייתית שבמרכזה משקל קל.

א. מאפיינים ויתרונות של חומרים מרוכבים מפיברגלס

(I) חוזק סגולי מצוין

חומרים מרוכבים מפיברגלס, המורכבים מסיבי זכוכית המשובצים במטריצת שרף, מתהדריםחוזק ספציפי מעולה, כלומר הם קלים משקל אך בעלי תכונות מכניות הדומות למתכות. דוגמה בולטת לכך היא רחפן ה-RQ-4 Global Hawk, המשתמש בחומרים מרוכבים מפיברגלס עבור הרדום והחיפויים שלו. זה מפחית משמעותית את המשקל תוך הבטחת שלמות מבנית, ובכך משפר את ביצועי הטיסה והסיבולת של הרחפן.

(II) עמידות בפני קורוזיה

חומר זה הואעמיד בפני חלודה וקורוזיה, בעל עמידות ארוכת טווח לסביבות חומצה, בסיס, לחות וריסוס מלח, ומציע חיי שירות ארוכים יותר מחומרי מתכת מסורתיים. זה מבטיח שמטוסים בגובה נמוך העשויים מחומרים מרוכבים מפיברגלס ישמרו על ביצועים מצוינים בסביבות מורכבות שונות, תוך הפחתת עלויות תחזוקה וסכנות בטיחות הנגרמות מקורוזיה.

(III) יכולת עיצוב חזקה

הצעה של חומרי פיברגלס מרוכביםיכולת עיצוב חזקה, המאפשר ביצועים אופטימליים וצורות מורכבות על ידי התאמת סידור הסיבים וסוגי השרף. מאפיין זה מאפשר לחומרים מרוכבים מסיבי זכוכית לעמוד בדרישות הביצועים והצורה הספציפיות של רכיבים שונים במטוסים בגובה נמוך, ומספק גמישות רבה יותר בתכנון מטוסים.

(IV) תכונות אלקטרומגנטיות

חומרים מרוכבים מפיברגלס הםלא מוליך ושקוף מבחינה אלקטרומגנטיתמה שהופך אותם למתאימים לציוד חשמלי, רדומים ורכיבים פונקציונליים מיוחדים אחרים. במל"טים ובכלי טיס אלקטרוניים (eVTOL), תכונה זו מסייעת בשיפור יכולות התקשורת והגילוי של כלי הטיס, ומבטיחה את בטיחות הטיסה.

(V) יתרון עלות

בהשוואה לחומרים מרוכבים יוקרתיים כמו סיבי פחמן, פיברגלס הואיותר משתלםמה שהופך אותו לבחירה חסכונית עבור חומרים בעלי ביצועים גבוהים. זה נותן לחומרים מרוכבים מפיברגלס יעילות עלות גבוהה יותר בייצור מטוסים לגובה נמוך, מה שעוזר להפחית את עלויות הייצור ולקדם את הפיתוח הנרחב של הכלכלה בגובה נמוך.

II. יישומים של חומרים מרוכבים מפיברגלס בכלכלה בגובה נמוך

(I) מגזר כטב"מים

• גוף המטוס ורכיבים מבניים: פלסטיק מחוזק בפיברגלס(GFRP) נמצא בשימוש נרחב עבור רכיבים מבניים קריטיים של כטב"מים, כגון גופי מטוסים, כנפיים וזנבות, בשל מאפייני משקלו הקל והחוזק הגבוהים. לדוגמה, הרדום והחיפויים של כטב"ם RQ-4 Global Hawk משתמשים בחומרים מרוכבים מפיברגלס, מה שמבטיח העברת אות ברורה ומשפר את יכולות הסיור של הכטב"ם.
• להבי מדחף:בייצור מדחפים של כט"מ, משולבים פיברגלס עם חומרים כמו ניילון כדי לשפר את הקשיחות והעמידות. להבים מרוכבים אלה יכולים לעמוד בעומסים גדולים יותר ובהמראות ונחיתות תכופות יותר, ובכך להאריך את תוחלת החיים של המדחף.
• אופטימיזציה פונקציונלית:פיברגלס יכול לשמש גם במיגון אלקטרומגנטי ובחומרים שקופים אינפרא אדום כדי לשפר את יכולות התקשורת והגילוי של כטב"מים. יישום חומרים פונקציונליים אלה על כטב"מים משפר את יציבות התקשורת בסביבות אלקטרומגנטיות מורכבות ומשפר את דיוק גילוי המטרה.
• גוף המטוס וכנפיים:למטוסי eVTOL יש דרישות משקל גבוהות במיוחד, וחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבי זכוכית משולבים לעתים קרובות עם סיבי פחמן כדי לייעל את מבני גוף המטוס ולהפחית עלויות. לדוגמה, חלק ממטוסי eVTOL משתמשים בחומרים מרוכבים בסיבי זכוכית עבור מסגרות גוף המטוס והכנפיים שלהם, מה שמפחית את משקל המטוס תוך הבטחת שלמות מבנית, ובכך משפר את יעילות הטיסה והסיבולת.
• ביקוש שוק גובר:עם תמיכה במדיניות והתקדמות טכנולוגית, הביקוש לחומרי טיס מרוכבים (eVTOL) גדל בהתמדה. על פי דו"ח שפורסם לאחרונה על ידי Stratview Research, הביקוש לחומרים מרוכבים בתעשיית ה-eVTOL צפוי לגדול פי 20 בקירוב בתוך שש שנים, מ-1.1 מיליון פאונד בשנת 2024 ל-25.9 מיליון פאונד בשנת 2030. זה מספק פוטנציאל שוק עצום לחומרים מרוכבים מפיברגלס במגזר ה-eVTOL.

(II) מגזר eVTOL

ג. עיצוב מחדש של הנוף הכלכלי בגובה נמוך באמצעות חומרים מרוכבים מפיברגלס

(I) שיפור ביצועי מטוסים בגובה נמוך

האופי הקל של חומרי פיברגלס מרוכבים מאפשר למטוסים בגובה נמוך לשאת יותר דלק וציוד מבלי להגדיל את המשקל, ובכך לשפר את הסיבולת שלהם ואת קיבולת המטען. במקביל, חוזקם הגבוה ועמידותם בפני קורוזיה מבטיחים את בטיחותם ואמינותם של מטוסים בסביבות מורכבות שונות, ומקדמים שיפור כללי בביצועי מטוסים בגובה נמוך.

(II) קידום פיתוח מתואם של שרשרת התעשייה

פיתוח חומרים מרוכבים מפיברגלס מניע את הפיתוח המתואם של כל החוליות בשרשרת התעשייה, כולל אספקת חומרי גלם במעלה הזרם, ייצור חומרים באמצע הזרם ופיתוח יישומים במורד הזרם. חברות במעלה הזרם מייעלות באופן רציף את תהליכי ייצור הפיברגלס ומשפרות את ביצועי החומרים; חברות באמצע הזרם מחזקות את המחקר והפיתוח והייצור של חומרים מרוכבים כדי לענות על הצרכים של תחומי יישומים שונים; וחברות במעלה הזרם מפתחות באופן פעיל מוצרי מטוסים לגובה נמוך המבוססים על חומרים מרוכבים מפיברגלס, ומקדמות את תהליך התיעוש של הכלכלה בגובה נמוך.

(III) יצירת נקודות צמיחה כלכליות חדשות

עם היישום הנרחב של חומרים מרוכבים מפיברגלס בכלכלה הנמוכה, תעשיות קשורות חוות הזדמנויות פיתוח חדשות. החל מייצור חומרים ועד לייצור מטוסים ושירותים תפעוליים, נוצרה שרשרת תעשייתית שלמה, היוצרת מספר רב של הזדמנויות תעסוקה ויתרונות כלכליים. במקביל, פיתוח הכלכלה הנמוכה מניע גם את שגשוגן של תעשיות מסביב, כגון לוגיסטיקה תעופה ותיירות, ומזריק תנופה חדשה לצמיחה כלכלית.

IV. אתגרים ואמצעי נגד

(א) תלות בחומרים יוקרתיים מיובאים

נכון לעכשיו, לסין עדיין יש מידה מסוימת של תלות במוצרי יוקרה מיובאים.חומרים מרוכבים מפיברגלס, במיוחד עבור מוצרים ברמת תעופה וחלל, שבהם שיעור הייצור המקומי נמוך מ-30%. דבר זה מגביל את הפיתוח העצמאי של הכלכלה הסינית בגובה נמוך. אמצעי נגד כוללים הגדלת השקעות במחקר ופיתוח, חיזוק שיתוף הפעולה בין התעשייה, האקדמיה והמחקר, פריצת צווארי בקבוק טכנולוגיים מרכזיים והעלאת שיעור הלוקליזציה של חומרים יוקרתיים.

(II) תחרות שוק גוברת

ככל ששוק הפיברגלס המרוכב ממשיך להתרחב, התחרות בשוק הופכת עזה יותר ויותר. ארגונים צריכים לשפר ללא הרף את איכות המוצר ורמות השירות, לחזק את בניית המותג ולשפר את התחרותיות בשוק. במקביל, על התעשייה לחזק את המשמעת העצמית, לווסת את הסדר בשוק ולהימנע מתחרות עזה.

(III) ביקוש לחדשנות טכנולוגית

כדי לעמוד בדרישות החדשות והמתמשכות לחומרים מרוכבים מפיברגלס בכלכלה בגובה נמוך, ארגונים צריכים לחזק את החדשנות הטכנולוגית ולפתח חומרים מרוכבים חדשים בעלי ביצועים גבוהים יותר ועלויות נמוכות יותר. דוגמאות לכך כוללות שיפור נוסף של חוזק וקשיחות החומרים, הפחתת צריכת האנרגיה בייצור והגברת יכולת המחזור של החומרים.

ה. תחזית עתידית

(א) שיפור ביצועים

מדענים עובדים במרץ על מנת לשפר עוד יותר את חוזקם וקשיחותם של חומרי פיברגלס מרוכבים, מה שמאפשר להם לשמור על ביצועים יציבים בסביבות קשות אף יותר. במקביל, הפחתת עלויות וצריכת אנרגיה הן גם מטרות מרכזיות. לדוגמה, חברת China Jushi Co., Ltd. הצליחה לשפר את חוזקם של חומרי פיברגלס מרוכבים והפחיתה את צריכת האנרגיה במהלך הייצור בכ-37% באמצעות תיקונים קרים ושדרוגים טכנולוגיים.

(II) חדשנות בתהליכי הכנה

עם ההתקדמות המהירה של הטכנולוגיה, חדשנות ושיפור בתהליכי ההכנה נמצאים בעיצומם. יישום ציוד ייצור אוטומטי מתקדם וטכנולוגיות בקרה חכמות מעניק לתהליכי הייצור "מוח חכם", המשיג בקרה ואופטימיזציה מדויקים. לדוגמה, חברת הרובוטים של שנזן האן בע"מ פיתחה רובוטים חכמים במיוחד עבור פעולות עיצוב של חומרים מרוכבים. באמצעות תוכניות ואלגוריתמים מוגדרים מראש, רובוטים אלה יכולים לשלוט במדויק בתהליך העיצוב של חומרים מרוכבים, כולל פרמטרים מרכזיים כגון טמפרטורה, לחץ וזמן, ובכך להבטיח עקביות ויציבות בכל פעולת עיצוב. בו זמנית, הרובוטים יכולים להשיג פעולות טעינה ופריקה, טיפול והרכבה אוטומטיות, ובכך להגדיל את יעילות הייצור בכ-30%.

(III) התרחבות שוק

ככל שהכלכלה בגובה נמוך ממשיכה להתפתח, הביקוש בשוק לחומרים מרוכבים מפיברגלס ימשיך לגדול. בעתיד, חומרים מרוכבים מפיברגלס צפויים למצוא יישומים בתחומים רבים יותר, כגון תעופה כללית וניידות אווירית עירונית, מה שירחיב עוד יותר את טווח השוק שלהם.

ו. סיכום

חומרים מרוכבים מפיברגלס, עם הביצועים המעולים שלהם ויתרונות העלות שלהם, ממלאים תפקיד חיוני בכלכלה בגובה נמוך, ומעצבים מחדש את הנוף התעשייתי שלה. למרות שהם עומדים בפני אתגרים מסוימים, עם התקדמות טכנולוגית מתמשכת והתבגרות השוק, סיכויי הפיתוח של חומרים מרוכבים מפיברגלס בכלכלה בגובה נמוך הם עצומים. בעתיד, באמצעות שיפורי ביצועים מתמשכים, חידושים בתהליכי הכנה והרחבת השוק, חומרים מרוכבים מפיברגלס צפויים לפתוח אוקיינוס ​​כחול תעשייתי של טריליון דולר, ולתרום תרומה גדולה יותר לפיתוח הכלכלה בגובה נמוך.