მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი წყალბადის შენახვის გასაზრდელად ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების გამოყენებით კონფორმულ კუბურ ავზებს ავითარებს | კომპოზიტების სამყარო

BEV-ებისა და FCEV-ების სტანდარტული ბრტყელი პლატფორმის ავზები იყენებენ თერმოპლასტმასის და თერმომყარ კომპოზიტებს ჩონჩხის კონსტრუქციით, რაც უზრუნველყოფს 25%-ით მეტ H2-ის შენახვას. #წყალბადი #ტენდენციები
მას შემდეგ, რაც BMW-სთან თანამშრომლობამ აჩვენა, რომ კუბურ ავზს შეეძლო უფრო მაღალი მოცულობითი ეფექტურობის მიღწევა, ვიდრე რამდენიმე მცირე ცილინდრს, მიუნხენის ტექნიკურმა უნივერსიტეტმა დაიწყო პროექტი, რომელიც მიზნად ისახავდა კომპოზიტური სტრუქტურისა და მასშტაბირებადი წარმოების პროცესის შემუშავებას სერიული წარმოებისთვის. სურათის ავტორი: TU Dresden (ზედა) მარცხნივ), მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი, ნახშირბადის კომპოზიტების დეპარტამენტი (LCC)
ნულოვანი გამონაბოლქვის (H2) წყალბადით მომუშავე საწვავის ელემენტების ელექტრომობილები (FCEV) დამატებით საშუალებას იძლევა ნულოვანი გარემოსდაცვითი მიზნების მისაღწევად. H2 ძრავით აღჭურვილი საწვავის ელემენტების სამგზავრო ავტომობილის შევსება 5-7 წუთში შეიძლება და მისი დიაპაზონი 500 კმ-ია, მაგრამ ამჟამად უფრო ძვირია წარმოების დაბალი მოცულობის გამო. ხარჯების შემცირების ერთ-ერთი გზაა BEV და FCEV მოდელებისთვის სტანდარტული პლატფორმის გამოყენება. ამჟამად ეს შეუძლებელია, რადგან FCEV-ებში 700 ბარზე შეკუმშული H2 გაზის (CGH2) შესანახად გამოყენებული მე-4 ტიპის ცილინდრული ავზები არ არის შესაფერისი ელექტრომობილებისთვის საგულდაგულოდ შექმნილი ძარის ქვეშ არსებული აკუმულატორის განყოფილებებისთვის. თუმცა, ბალიშებისა და კუბების სახით წნევის ჭურჭელი შეიძლება მოთავსდეს ამ ბრტყელ შესაფუთ სივრცეში.
პატენტი US5577630A „კომპოზიტური კონფორმული წნევის ჭურჭლისთვის“, Thiokol Corp.-ის მიერ 1995 წელს შეტანილი განაცხადი (მარცხნივ) და მართკუთხა წნევის ჭურჭელი, დაპატენტებული BMW-ს მიერ 2009 წელს (მარჯვნივ).
მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტის (TUM, მიუნხენი, გერმანია) ნახშირბადის კომპოზიტების დეპარტამენტი (LCC) ამ კონცეფციის შემუშავების ორ პროექტშია ჩართული. პირველი არის Polymers4Hydrogen (P4H), რომელსაც ხელმძღვანელობს ლეობენის პოლიმერული კომპეტენციის ცენტრი (PCCL, ლეობენი, ავსტრია). LCC სამუშაო პაკეტს ხელმძღვანელობს სტიპენდიანტი ელიზაბეტ გლეისი.
მეორე პროექტია წყალბადის დემონსტრირებისა და განვითარების გარემო (HyDDen), რომელსაც LCC-ს მკვლევარი კრისტიან იეგერი ხელმძღვანელობს. ორივე პროექტი მიზნად ისახავს ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების გამოყენებით შესაფერისი CGH2 ავზის დამზადების წარმოების პროცესის მასშტაბური დემონსტრირების შექმნას.
მცირე დიამეტრის ცილინდრების დამონტაჟებისას ბრტყელ აკუმულატორულ უჯრედებში (მარცხნივ) და კუბურ მე-2 ტიპის წნევის ჭურჭელში, რომელიც დამზადებულია ფოლადის ლაინერებისა და ნახშირბადის ბოჭკოვანი/ეპოქსიდური კომპოზიტური გარე გარსისგან (მარჯვნივ), მოცულობითი ეფექტურობა შეზღუდულია. სურათის წყარო: ნახაზი 3 და 6 აღებულია რუფისა და ზარემბას და სხვების „მე-2 ტიპის წნევის ყუთის ჭურჭლის რიცხვითი დიზაინის მიდგომა შიდა დაჭიმვის ფეხებით“-დან.
P4H-მა დაამზადა ექსპერიმენტული კუბური ავზი, რომელიც იყენებს თერმოპლასტიკური ჩარჩოს კომპოზიტური დაჭიმვის თასმებით/საყრდენებით, რომლებიც შეფუთულია ნახშირბადის ბოჭკოვანი გამაგრებული ეპოქსიდური ფისით. HyDDen გამოიყენებს მსგავს დიზაინს, მაგრამ ყველა თერმოპლასტიკური კომპოზიტური ავზის დასამზადებლად გამოიყენებს ავტომატურ ბოჭკოვან განლაგებას (AFP).
Thiokol Corp.-ის მიერ 1995 წელს „კომპოზიტური კონფორმული წნევის ჭურჭლის“ პატენტის განაცხადიდან დაწყებული 1997 წელს გერმანული პატენტით DE19749950C2, შეკუმშული გაზის ჭურჭლებს „შეიძლება ჰქონდეთ ნებისმიერი გეომეტრიული კონფიგურაცია“, განსაკუთრებით ბრტყელი და არარეგულარული ფორმები, რომლებიც გარსის საყრდენთან დაკავშირებულ ღრუშია. ელემენტები გამოიყენება ისე, რომ მათ გაუძლონ გაზის გაფართოების ძალას.
2006 წელს ლოურენს ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორიის (LLNL) ნაშრომში აღწერილია სამი მიდგომა: ძაფით შემოხვეული კონფორმული წნევის ჭურჭელი, მიკრობადიანი წნევის ჭურჭელი, რომელიც შეიცავს შიდა ორთორომბულ ბადისებრ სტრუქტურას (2 სმ ან ნაკლები ზომის პატარა უჯრედები), გარშემორტყმული თხელკედლიანი H2 კონტეინერით და რეპლიკატორის კონტეინერი, რომელიც შედგება შიდა სტრუქტურისგან, რომელიც შედგება წებოვანი პატარა ნაწილებისგან (მაგ., ექვსკუთხა პლასტმასის რგოლები) და თხელი გარეთა გარსის შემადგენლობისგან. დუბლიკატი კონტეინერები საუკეთესოდ შეეფერება უფრო დიდ კონტეინერებს, სადაც ტრადიციული მეთოდების გამოყენება შეიძლება რთული იყოს.
2009 წელს Volkswagen-ის მიერ წარდგენილი პატენტი DE102009057170A აღწერს ავტომობილზე დამონტაჟებულ წნევის ჭურჭელს, რომელიც უზრუნველყოფს მაღალი წონის ეფექტურობას და ამავდროულად აუმჯობესებს სივრცის გამოყენებას. მართკუთხა ავზები იყენებენ დაჭიმვის შემაერთებლებს ორ მართკუთხა საპირისპირო კედელს შორის, ხოლო კუთხეები მომრგვალებულია.
ზემოთ ჩამოთვლილი და სხვა კონცეფციები გლაისის მიერ მოყვანილია ნაშრომში „კუბური წნევის ჭურჭლის განვითარების პროცესი გასაჭიმი ზოლებით“, რომელიც გამოქვეყნდა გლაისის და სხვების მიერ ECCM20-ზე (2022 წლის 26-30 ივნისი, ლოზანა, შვეიცარია). ამ სტატიაში იგი ციტირებს მაიკლ რუფისა და სვენ ზარემბას მიერ გამოქვეყნებულ TUM კვლევას, რომელშიც დადგინდა, რომ კუბური წნევის ჭურჭელი მართკუთხა გვერდების დამაკავშირებელი დაჭიმვის საყრდენებით უფრო ეფექტურია, ვიდრე რამდენიმე პატარა ცილინდრი, რომელიც ჯდება ბრტყელი აკუმულატორის სივრცეში და უზრუნველყოფს დაახლოებით 25%-ით მეტ შენახვის ადგილს.
გლაისის თქმით, ბრტყელ კორპუსში მე-4 ტიპის მცირე ზომის ცილინდრების დიდი რაოდენობის დაყენების პრობლემა ის არის, რომ „ცილინდრებს შორის მოცულობა მნიშვნელოვნად მცირდება და სისტემას ასევე აქვს H2 აირის გამტარობის ძალიან დიდი ზედაპირი. საერთო ჯამში, სისტემა კუბურ ქილებთან შედარებით ნაკლებ შენახვის ტევადობას უზრუნველყოფს“.
თუმცა, ავზის კუბურ დიზაინთან დაკავშირებით სხვა პრობლემებიც არსებობს. „ცხადია, შეკუმშული აირის გამო, საჭიროა ბრტყელ კედლებზე მოხრის ძალების წინააღმდეგ ბრძოლა“, - თქვა გლაისმა. „ამისათვის საჭიროა გამაგრებული სტრუქტურა, რომელიც შიდა მხრიდან უკავშირდება ავზის კედლებს. თუმცა, კომპოზიტებით ამის გაკეთება რთულია“.
გლეისმა და მისმა გუნდმა სცადეს გამაგრებითი დაჭიმვის ზოლების წნევის ჭურჭელში ისე ინტეგრირება, რომ ისინი შესაფერისი ყოფილიყო ძაფის დახვევის პროცესისთვის. „ეს მნიშვნელოვანია დიდი მოცულობის წარმოებისთვის“, - განმარტავს ის, - „და ასევე საშუალებას გვაძლევს, შევიმუშაოთ კონტეინერის კედლების დახვევის ნიმუში, რათა ოპტიმიზაცია გავუკეთოთ ბოჭკოების ორიენტაციას ზონაში თითოეული დატვირთვისთვის“.
P4H პროექტისთვის საცდელი კუბური კომპოზიტური ავზის დამზადების ოთხი ნაბიჯი. სურათის ავტორი: „კუბური წნევის ჭურჭლების წარმოების პროცესის შემუშავება სამაგრებით“, მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი, Polymers4Hydrogen პროექტი, ECCM20, 2022 წლის ივნისი.
ჯაჭვის მიღწევის მიზნით, გუნდმა შეიმუშავა ახალი კონცეფცია, რომელიც შედგება ოთხი ძირითადი საფეხურისგან, როგორც ზემოთ არის ნაჩვენები. დაჭიმვის საყრდენები, რომლებიც შავი ფერით არის ნაჩვენები საფეხურებზე, წარმოადგენს წინასწარ დამზადებულ ჩარჩო სტრუქტურას, რომელიც დამზადებულია MAI Skelett პროექტიდან აღებული მეთოდების გამოყენებით. ამ პროექტისთვის BMW-მ შეიმუშავა საქარე მინის ჩარჩოს „ჩარჩო“, რომელიც დამზადებულია ოთხი ბოჭკოვანი გამაგრებული პულტრუზიული ღეროს გამოყენებით, რომლებიც შემდეგ ჩამოსხმულია პლასტმასის ჩარჩოში.
ექსპერიმენტული კუბური ავზის ჩარჩო. ექვსკუთხა ჩონჩხის მონაკვეთები, რომლებიც 3D დაბეჭდილია TUM-ის მიერ, გამაგრებული PLA ძაფის გამოყენებით (ზედა), CF/PA6 პულტრუზიული ღეროების ჩასმით, როგორც დაჭიმვის სამაგრები (შუაში) და შემდეგ ძაფის შემოხვევით სამაგრებზე (ქვედა). სურათის ავტორი: მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი LCC.
„იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ კუბური ავზის ჩარჩო მოდულური სტრუქტურის სახით შეიძლება აშენდეს“, - თქვა გლეისმა. „შემდეგ ეს მოდულები თავსდება ჩამოსხმის ხელსაწყოში, დაჭიმვის საყრდენები თავსდება ჩარჩოს მოდულებში და შემდეგ MAI Skelett-ის მეთოდი გამოიყენება საყრდენების გარშემო, რათა ისინი ინტეგრირებული იყოს ჩარჩოს ნაწილებთან.“ მასობრივი წარმოების მეთოდი, რის შედეგადაც მიიღება სტრუქტურა, რომელიც შემდეგ გამოიყენება როგორც მანდრელი ან ბირთვი შესანახი ავზის კომპოზიტური გარსის შესაფუთად.
TUM-მა ავზის ჩარჩო კუბური „ბალიშის“ სახით შექმნა მყარი გვერდებით, მომრგვალებული კუთხეებით და ზედა და ქვედა ნაწილებში ექვსკუთხა ნიმუშით, რომლის მეშვეობითაც შესაძლებელია სამაგრების ჩასმა და მიმაგრება. ამ თაროებისთვის განკუთვნილი ნახვრეტებიც 3D პრინტერით იყო დაბეჭდილი. „ჩვენი საწყისი ექსპერიმენტული ავზისთვის, ჩვენ 3D პრინტერით დავბეჭდეთ ექვსკუთხა ჩარჩოს სექციები პოლირძემჟავას [PLA, ბიობაზის თერმოპლასტიკური] გამოყენებით, რადგან ეს მარტივი და იაფი იყო“, - თქვა გლეისმა.
გუნდმა SGL Carbon-ისგან (მაიტინგენი, გერმანია) შეიძინა 68 პულტრუდირებული ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებული პოლიამიდ 6 (PA6) ღერო, რომლებიც შემაერთებლებად გამოიყენებოდა. „კონცეფციის შესამოწმებლად, ჩვენ არ გაგვიკეთებია ჩამოსხმა“, ამბობს გლაისი, „უბრალოდ ჩავსვით შუასადებები 3D პრინტერზე დაბეჭდილ თაფლისებრი ბირთვის ჩარჩოში და დავაწებეთ ისინი ეპოქსიდური წებოთი. ეს შემდეგ ქმნის მანდრეს ავზის დახვევისთვის“. ის აღნიშნავს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ეს ღეროები შედარებით ადვილად იხვევა, არსებობს რამდენიმე მნიშვნელოვანი პრობლემა, რომლებიც მოგვიანებით იქნება აღწერილი.
„პირველ ეტაპზე ჩვენი მიზანი იყო დიზაინის წარმოების შესაძლებლობათა დემონსტრირება და წარმოების კონცეფციაში არსებული პრობლემების იდენტიფიცირება“, - განმარტა გლაისმა. „ამრიგად, დაჭიმვის საყრდენები ჩონჩხის სტრუქტურის გარე ზედაპირიდან გამოდის და ნახშირბადის ბოჭკოებს ამ ბირთვზე სველი ძაფის დახვევის გამოყენებით ვამაგრებთ. ამის შემდეგ, მესამე ეტაპზე, თითოეული შემაერთებელი ღეროს თავს ვღუნავთ. თერმოპლასტიკური, ამიტომ სითბოს ვიყენებთ თავის ფორმის შესაცვლელად ისე, რომ ის გაბრტყელდეს და შეფუთვის პირველ ფენას მიეკროს. შემდეგ სტრუქტურის ხელახლა შეფუთვას ვაგრძელებთ ისე, რომ ბრტყელი საყრდენი თავი გეომეტრიულად იყოს ჩასმული ავზში. კედლებზე ლამინატის დადება.
შუასადები თავსახური დახვევისთვის. ძაფის დახვევის დროს ბოჭკოების ჩახლართვის თავიდან ასაცილებლად, TUM იყენებს პლასტმასის თავსახურებს დაჭიმვის ღეროების ბოლოებზე. სურათის ავტორი: მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი LCC.
გლეისმა კიდევ ერთხელ გაიმეორა, რომ ეს პირველი ავზი კონცეფციის დამტკიცების მაგალითი იყო. „3D ბეჭდვისა და წებოს გამოყენება მხოლოდ საწყისი ტესტირებისთვის იყო განკუთვნილი და მოგვცა წარმოდგენა რამდენიმე პრობლემაზე, რომელსაც წავაწყდით. მაგალითად, დახვევის დროს ძაფები იჭედებოდა დაჭიმვის ღეროების ბოლოებში, რამაც გამოიწვია ბოჭკოების გატეხვა, დაზიანება და ბოჭკოების რაოდენობის შემცირება ამის თავიდან ასაცილებლად. ჩვენ გამოვიყენეთ რამდენიმე პლასტმასის თავსახური, როგორც დამხმარე საშუალება, რომლებიც ბოძებზე პირველი დახვევის ეტაპამდე დავამაგრეთ. შემდეგ, როდესაც შიდა ლამინატი დამზადდა, ჩვენ მოვხსენით ეს დამცავი თავსახურები და საბოლოო შეფუთვამდე ბოძების ბოლოებს ფორმა შევუცვალეთ.“
გუნდმა რეკონსტრუქციის სხვადასხვა სცენარი ექსპერიმენტები ჩაატარა. „ყველაზე კარგად მუშაობენ ისინი, ვინც ირგვლივ მიმოიხედეს“, ამბობს გრეისი. „ასევე, პროტოტიპის შექმნის ფაზაში, ჩვენ გამოვიყენეთ მოდიფიცირებული შედუღების ინსტრუმენტი სითბოს გამოსაყენებლად და შემაერთებელი ღეროების ბოლოების ფორმის შესაცვლელად. მასობრივი წარმოების კონცეფციის შემთხვევაში, თქვენ გექნებოდათ ერთი უფრო დიდი ინსტრუმენტი, რომელსაც შეუძლია საყრდენების ყველა ბოლო ერთდროულად ჩამოაყალიბოს და ინტერიერის დასრულების ლამინატში გადააკეთოს.“
გადაკეთებულია საწევი ძელის თავები. ტუნის ტექნიკური უნივერსიტეტი ექსპერიმენტებს ატარებდა სხვადასხვა კონცეფციით და შედუღების მოდიფიცირებას ახდენდა კომპოზიტური შემაერთებლების ბოლოების გასწორებისთვის ავზის კედლის ლამინატში დასამაგრებლად. სურათის ავტორი: „კუბური წნევის ჭურჭლების წარმოების პროცესის შემუშავება სამაგრებით“, მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი, Polymers4Hydrogen პროექტი, ECCM20, 2022 წლის ივნისი.
ამგვარად, ლამინატი პირველი დახვევის საფეხურის შემდეგ მაგრდება, სვეტებს ფორმა ენაცვლება, TUM ასრულებს ძაფების მეორე დახვევას და შემდეგ ავზის გარეთა კედლის ლამინატი მეორედ მაგრდება. გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის მე-5 ტიპის ავზის დიზაინი, რაც ნიშნავს, რომ მას არ აქვს პლასტმასის ლაინერი გაზის ბარიერის სახით. იხილეთ განხილვა ქვემოთ მოცემულ „შემდეგი ნაბიჯების“ განყოფილებაში.
„პირველი დემო ვერსია განივ კვეთებად დავჭერით და დაკავშირებული არეალი რუკაზე დავხაზეთ“, - თქვა გლეისმა. „ახლო ხედით ჩანს, რომ ლამინატს ხარისხთან დაკავშირებით გარკვეული პრობლემები ჰქონდა, რადგან საყრდენების თავები შიდა ლამინატს ბრტყლად არ ედო“.
ავზის შიდა და გარე კედლების ლამინატს შორის არსებული ხარვეზების გადაჭრა. მოდიფიცირებული შემაერთებელი ღეროს თავი ქმნის ხარვეზს ექსპერიმენტული ავზის პირველ და მეორე ბრუნებს შორის. სურათის ავტორი: მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი LCC.
ეს საწყისი 450 x 290 x 80 მმ ავზი გასულ ზაფხულს დასრულდა. „მას შემდეგ დიდი პროგრესი გვაქვს, მაგრამ ინტერიერისა და ექსტერიერის ლამინატს შორის ჯერ კიდევ არის ხარვეზი“, - თქვა გლეისმა. „ამიტომ, ჩვენ ვცადეთ ეს ხარვეზები სუფთა, მაღალი სიბლანტის ფისით შეგვევსო. ეს რეალურად აუმჯობესებს საკინძებსა და ლამინატს შორის კავშირს, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის მექანიკურ დატვირთვას“.
გუნდმა განაგრძო ავზის დიზაინისა და პროცესის შემუშავება, მათ შორის სასურველი დახვევის ნიმუშის გადაწყვეტილებების ძიება. „სატესტო ავზის გვერდები ბოლომდე დახვეული არ იყო, რადგან ამ გეომეტრიისთვის რთული იყო დახვევის ტრაექტორიის შექმნა“, - განმარტა გლეისმა. „ჩვენი საწყისი დახვევის კუთხე 75° იყო, მაგრამ ვიცოდით, რომ ამ წნევის ჭურჭელში დატვირთვის დასაკმაყოფილებლად მრავალი წრედი იყო საჭირო. ჩვენ ჯერ კიდევ ვეძებთ ამ პრობლემის გადაწყვეტას, მაგრამ ეს ადვილი არ არის ბაზარზე არსებული პროგრამული უზრუნველყოფით. შესაძლოა, ეს შემდგომ პროექტად იქცეს.
„ჩვენ ვაჩვენეთ ამ წარმოების კონცეფციის მიზანშეწონილობა“, ამბობს გლაისი, „მაგრამ ჩვენ უნდა გავაგრძელოთ მუშაობა ლამინატს შორის კავშირის გასაუმჯობესებლად და შემაერთებელი ღეროების ფორმის შეცვლაზე. „გარე ტესტირება სატესტო მანქანაზე. თქვენ იღებთ შუასადებებს ლამინატიდან და ამოწმებთ მექანიკურ დატვირთვებს, რომელთა ატანაც ამ შეერთებებს შეუძლიათ“.
Polymers4Hydrogen პროექტის ეს ნაწილი 2023 წლის ბოლოს დასრულდება, ამ დროისთვის გლეისი მეორე სადემონსტრაციო ავზის დასრულებას იმედოვნებს. საინტერესოა, რომ დღეს დიზაინში ჩარჩოში გამოყენებულია გამაგრებული თერმოპლასტიკები, ხოლო ავზის კედლებში თერმომყარი კომპოზიტები. გამოყენებული იქნება თუ არა ეს ჰიბრიდული მიდგომა საბოლოო სადემონსტრაციო ავზში? „დიახ“, - თქვა გრეისმა. „ჩვენი პარტნიორები Polymers4Hydrogen პროექტში ავითარებენ ეპოქსიდური ფისებს და სხვა კომპოზიტურ მატრიცულ მასალებს უკეთესი წყალბადის ბარიერული თვისებებით“. ის ასახელებს ამ სამუშაოზე მომუშავე ორ პარტნიორს, PCCL-ს და ტამპერეს უნივერსიტეტს (ტამპერე, ფინეთი).
გლაისმა და მისმა გუნდმა ასევე გაცვალეს ინფორმაცია და განიხილეს იდეები იაგერთან LCC კონფორმული კომპოზიტური ავზის მეორე HyDDen პროექტთან დაკავშირებით.
„ჩვენ კვლევითი დრონებისთვის კონფორმულ კომპოზიტურ წნევის ჭურჭელს დავამზადებთ“, - ამბობს იეგერი. „ეს არის თანამშრომლობა TUM-ის აერონავტიკისა და გეოდეზიური დეპარტამენტის ორ დეპარტამენტსა და ვერტმფრენების ტექნოლოგიის დეპარტამენტს (HT) შორის. პროექტი დასრულდება 2024 წლის ბოლოსთვის და ამჟამად ჩვენ ვასრულებთ წნევის ჭურჭლის მშენებლობას. დიზაინი, რომელიც უფრო აერონავტიკისა და საავტომობილო მიდგომას წარმოადგენს. ამ საწყისი კონცეფციის ეტაპის შემდეგ, შემდეგი ნაბიჯი არის დეტალური სტრუქტურული მოდელირების ჩატარება და კედლის სტრუქტურის ბარიერული მახასიათებლების პროგნოზირება.“
„მთელი იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ შეიქმნას საკვლევი დრონი ჰიბრიდული საწვავის ელემენტისა და აკუმულატორის მამოძრავებელი სისტემით“, - განაგრძო მან. ის გამოიყენებს აკუმულატორს მაღალი სიმძლავრის დატვირთვის დროს (ანუ აფრენა და დაშვება) და შემდეგ გადავა საწვავის ელემენტზე მსუბუქი დატვირთვის დროს. „HT გუნდს უკვე ჰქონდა კვლევითი დრონი და გადააკეთა ძრავა, რათა გამოეყენებინა როგორც აკუმულატორები, ასევე საწვავის ელემენტები“, - თქვა იეგერმა. „მათ ასევე შეიძინეს CGH2 ავზი ამ ტრანსმისიის შესამოწმებლად“.
„ჩემს გუნდს დაევალა ისეთი წნევის ავზის პროტოტიპის აწყობა, რომელიც მოერგებოდა, თუმცა არა ცილინდრული ავზის შეფუთვის პრობლემების გამო“, - განმარტავს ის. „უფრო ბრტყელი ავზი ქარის მიმართ იმდენ წინააღმდეგობას არ უზრუნველყოფს. ამიტომ, ფრენის უკეთეს მაჩვენებელს მიიღებთ“. ავზის ზომები დაახლოებით 830 x 350 x 173 მმ.
სრულად თერმოპლასტიკური AFP-თან თავსებადი ავზი. HyDDen პროექტისთვის, TUM-ის LCC გუნდმა თავდაპირველად შეისწავლა Glace-ის მიერ გამოყენებული (ზემოთ) მსგავსი მიდგომა, მაგრამ შემდეგ გადავიდა რამდენიმე სტრუქტურული მოდულის კომბინაციის გამოყენებით მიდგომაზე, რომლებიც შემდეგ ზედმეტად გამოიყენეს AFP-ის გამოყენებით (ქვემოთ). სურათის ავტორი: მიუნხენის ტექნიკური უნივერსიტეტი LCC.
„ერთი იდეა ელისაბეთ [გლაისის] მიდგომას ჰგავს“, ამბობს იაგერი, „რომელიც ჭურჭლის კედელზე დაჭიმვის სამაგრების გამოყენებას გულისხმობს მაღალი მოხრის ძალების კომპენსაციის მიზნით. თუმცა, ავზის დასამზადებლად დახვევის პროცესის გამოყენების ნაცვლად, ჩვენ ვიყენებთ AFP-ს. ამიტომ, ჩვენ ვიფიქრეთ წნევის ჭურჭლის ცალკეული მონაკვეთის შექმნაზე, რომელშიც თაროები უკვე ინტეგრირებულია. ამ მიდგომამ საშუალება მომცა, გამეერთიანებინა ამ ინტეგრირებული მოდულებიდან რამდენიმე და შემდეგ დამეყენებინა ბოლო თავსახური AFP-ის საბოლოო დახვევამდე ყველაფრის დასალუქად“.
„ჩვენ ვცდილობთ, რომ ასეთი კონცეფცია დავასრულოთ“, - განაგრძო მან, - „და ასევე დავიწყოთ მასალების შერჩევის ტესტირება, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია H2 აირის შეღწევადობისადმი საჭირო წინააღმდეგობის უზრუნველსაყოფად. ამისათვის ჩვენ ძირითადად თერმოპლასტიკურ მასალებს ვიყენებთ და ვმუშაობთ სხვადასხვა საკითხზე, თუ როგორ იმოქმედებს მასალა ამ შეღწევადობის ქცევასა და დამუშავებაზე AFP მანქანაში. მნიშვნელოვანია იმის გაგება, ექნება თუ არა დამუშავებას ეფექტი და საჭიროა თუ არა რაიმე შემდგომი დამუშავება. ასევე გვინდა ვიცოდეთ, იმოქმედებს თუ არა სხვადასხვა შტამპი წყალბადის შეღწევადობაზე წნევის ჭურჭელში“.
ავზი მთლიანად თერმოპლასტმასისგან იქნება დამზადებული, ზოლებს კი Teijin Carbon Europe GmbH (ვიუპერტალი, გერმანია) მოაწვდის. „ჩვენ გამოვიყენებთ მათ PPS [პოლიფენილენ სულფიდს], PEEK [პოლიეთერ კეტონს] და LM PAEK [დაბალდნობადი პოლიარილ კეტონს] მასალებს“, - თქვა იაგერმა. „შემდეგ შედარებები კეთდება იმის დასადგენად, თუ რომელია საუკეთესო შეღწევადობისგან დაცვისა და უკეთესი შესრულების მქონე ნაწილების წარმოებისთვის“. ის იმედოვნებს, რომ ტესტირებას, სტრუქტურულ და ტექნოლოგიურ მოდელირებას და პირველ დემონსტრაციებს მომდევნო წლის განმავლობაში დაასრულებს.
კვლევითი სამუშაო ჩატარდა COMET მოდულის „პოლიმერები4წყალბადი“ (ID 21647053) ფარგლებში, რომელიც ხორციელდება კლიმატის ცვლილების, გარემოს დაცვის, ენერგეტიკის, მობილობის, ინოვაციებისა და ტექნოლოგიების ფედერალური სამინისტროსა და ციფრული ტექნოლოგიებისა და ეკონომიკის ფედერალური სამინისტროს COMET პროგრამის ფარგლებში. ავტორები მადლობას უხდიან მონაწილე პარტნიორებს: Polymer Competence Center Leoben GmbH (PCCL, ავსტრია), Montanuniversitaet Leoben (პოლიმერული ინჟინერიისა და მეცნიერების ფაკულტეტი, პოლიმერული მასალების ქიმიის დეპარტამენტი, მასალათმცოდნეობისა და პოლიმერული ტესტირების დეპარტამენტი), ტამპერეს უნივერსიტეტი (საინჟინრო მასალების ფაკულტეტი). ) მეცნიერება, Peak Technology და Faurecia, რომლებმაც წვლილი შეიტანეს ამ კვლევაში. COMET-Modul დაფინანსებულია ავსტრიის მთავრობისა და შტირიის მიწის მთავრობის მიერ.
დატვირთვის მზიდი კონსტრუქციებისთვის განკუთვნილი წინასწარ გამაგრებული ფურცლები შეიცავს უწყვეტ ბოჭკოებს - არა მხოლოდ მინისგან, არამედ ნახშირბადისა და არამიდისგანაც.
კომპოზიტური ნაწილების დამზადების მრავალი გზა არსებობს. ამიტომ, კონკრეტული ნაწილისთვის მეთოდის არჩევანი დამოკიდებული იქნება მასალაზე, ნაწილის დიზაინზე და საბოლოო დანიშნულებაზე ან გამოყენებაზე. აქ მოცემულია შერჩევის სახელმძღვანელო.
Shocker Composites და R&M International ავითარებენ გადამუშავებული ნახშირბადის ბოჭკოს მიწოდების ჯაჭვს, რომელიც უზრუნველყოფს ნულოვან ხოცვა-ჟლეტას, უფრო დაბალ ფასს, ვიდრე პირველადი ბოჭკო და საბოლოოდ შესთავაზებს ისეთ სიგრძეებს, რომლებიც სტრუქტურული თვისებებით უწყვეტ ბოჭკოს უახლოვდება.