نقش حیاتی Fasteners در توسعه هواپیماهای برقی

هواپیماهای الکتریکی نشان دهنده یک تغییر اساسی در مهندسی هوافضا، حرکت از سوخت های مبتنی بر احتراق (TOulsion به برق الکتریکی با ولتاژ بالا) است.این انتقال تقاضاهای بی سابقه ای در هر جزء هوا را معرفی می کند، به ویژه هواپیماهای کوچک اما ضروری باید هدایت برق، دوچرخه سواری حرارتی، مداخله الکترومغناطیسی (EMI) محافظت و الزامات شدید سبک وزن در حالی که حفظ یکپارچگی ساختاری است که نیاز به آن دارند (F).

چرا Fastener های سنتی در هواپیماهای برقی کوتاه می شوند

اتصال های مشابه متعارف، که معمولا از فولاد ضد زنگ تیتانیوم یا خوردگی ساخته شده اند، برای بارهای مکانیکی، خستگی زندگی و مقاومت در برابر خوردگی محیط زیست بهینه شده اند، با این حال، هواپیماهای الکتریکی سه عامل استرس جدید را معرفی می کنند که اتصالات میراث نمی توانند به اندازه کافی به آن توجه کنند، سیستم های ولتاژ بالا، مسیرهای الکتریکی را از طریق چارچوب هوا ایجاد می کنند، نیاز به اتصال دهنده هایی که ثابت، مقاومت پایین را برای جلوگیری از گسترش وزن الکتریکی و تقاضای برق، و اتصال باتری های قابل توجه، و اتصال باتری های حرارتی، و کاهش می دهند.

خوردگی و سازگاری گالیوانیک

هواپیماهای الکتریکی اغلب از ساختارهای پلیمری تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) برای نسبت قدرت عالی خود به وزن استفاده می کنند، هنگامی که یک اتصال فلزی CFRP در حضور الکترولیت (مoisture یا تراکم)، خوردگی گالوانیزه به سرعت سرعت سرعت آلومینیوم سنتی یا اتصالات فولادی می تواند باعث تخریب ساختاری در اطراف سوراخ اتصال شود.این چالش در باتری الکتریکی ترکیب شده است که در آن محفظه های محفظه ممکن است به سیستم های حرارتی متصل شوند.

هدایت الکتریکی و EMI Shielding

سیستم های الکتریکی با قدرت بالا در هواپیماهای الکتریکی، میدان های مغناطیسی قوی را تولید می کنند تا از آسترونیک های حساس محافظت کنند و ایمنی پرواز را تضمین کنند، چارچوب هوا باید به عنوان یک قفس فار روزه عمل کند که نیاز به مفاصل الکتریکی رسانای الکتریکی بین اجزای ساختاری دارد. بولتed مفاصل با استفاده از پوشش های غیر رسانای یا رنگ (معمولا در هواپیماهای سنتی برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک) باید مقاومت الکتریکی را اندازه گیری و اغلب اتصال های ساختاری اندازه گیری کنند.

دوچرخه سواری و حرارتی

موتورهای الکتریکی پروفایل های فرکانس ارتعاش مختلف را در مقایسه با موتورهای توربین تولید می کنند، با آسیب پذیری فرکانس بالا، قفل های استاندارد یا آجیل های غالب ممکن است در زیر این شرایط از پیش بارگذاری نشوند، علاوه بر این، عدم سازگاری گسترش حرارتی بین یک اتصال فلز و یک ساختار کامپوزیت می تواند باعث از دست دادن نیرو یا حتی کشیدن شود.

راه حل های سریع تر انرژی های نوآورانه رانندگی در هواپیماهای برقی به جلو

صنعت اتصال با موج نوآوری هایی که به طور خاص برای پلتفرم های هواپیماهای برقی طراحی شده اند، پاسخ داده است، این راه حل ها علم مواد، مهندسی برق و طراحی مکانیکی را به اجزایی که بسیار پیچیده تر از پیچ و مهره های ساده و آجیل هستند، ادغام می کنند.

سریع کننده های کامپوزیت: حذف مسائل گالیوانیک در کل

اتصال دهندگانComposite [FLT 1] از فیبر کربن یا پلی دیگرکتیکون (PEEK) ساخته شده با شیشه یا الیاف کربن ارائه یک راه حل کامل برای کاهش نقاط ضعف الکتریکی گالوانیزه، زیرا آنها غیر قابل تنظیم در شکل کشش خود، آنها اتصال اتصال اتصال الکترولیت بین مواد جدا از مواد مختلف، با این حال مهندسی دقیق مورد نیاز است تا اطمینان از قدرت هسته ای کافی و خستگی سریع تولید شده است.

یک معامله-off این است که اتصالات کامپوزیت خالص فاقد هدایت الکتریکی هستند که ممکن است نیاز به بند پیوند اضافی یا پوشش های رسانا داشته باشند اگر خود مفصل باید یک مسیر زمینی را ارائه دهد. طرح های ترکیبی که یک لایه رسانای نازک بر سطح بیرونی را به عنوان یک سازش ایجاد می کنند، اجازه می دهد اتصال دهنده به انجام زمانی که گشتاور، اما جلوگیری از سلول های گالوانیزه در شرایط مرطوب است.

راهنمای سریع: مدیریت زمین و EMI

اتصال گیرنده به طور خاص مهندسی شده برای هواپیماهای الکتریکی به کمبود از طریق انتخاب مواد و درمان سطح.Beryllium سولفات مس ارائه هدایت عالی و خواص بهار، و آنها را برای تغییر لوله های زمینی و پرش کننده های برق مناسب می کند.

خود-لاک کردن سریع: اطمینان از پیش بارگذاری زیر بار دینامیک

اتصال های مقاوم به ارتعاشات برای دهه ها وجود داشته است، اما هواپیماهای الکتریکی نیاز به طرح های نسل بعدی دارند (FLT:0) اتصال های خود را قفل می کنند برای سیستم عامل های الکتریکی شامل ویژگی های ارتعاشی مانند چسب های نصب شده با چسب های شیمیایی بالا، نایلون با درجه حرارت بالاتر (200 درجه سانتیگراد +)، یا دقیق شکل گرفته که باعث ایجاد تداخل پیشرفته می شود.[۱۰]

سریع تر انرژی های هوشمند: نظارت بر سلامت ساختار زمان واقعی

شاید انقلابی ترین نوآوری اتصال هوشمند است که سنسورهای مینیاتوری را برای نظارت بر یکپارچگی خود و ساختار اطراف آن جاسازی می کند.این اتصالها یک تراشه کوچک پازوالکتریک، یک سیستم میکرو الکترومکانیکی (MEMS) یک سنج فیبر، یا سنسورهای Bragg در داخل اتصال یا اتصال مستقیم به سیستم شناسایی داده ها (ID) را به طور مستقیم انتقال می دهد.

بسته های هوشمند می توانند گزارش دهند: نیروی سرکوب کننده (preload)، دما، امضای ارتعاش، آرامش گشتاور و حتی حضور رطوبت یا خوردگی تیم های تعمیر و نگهداری هشدار می دهند که نیروی انقباضی زیر آستانه کاهش می یابد، امکان نگهداری پیش بینی شده را به جای بازرسی های برنامه ریزی شده فراهم می کند.این باعث کاهش خرابی و ایمنی ناسا می شود.

روند آینده در تکنولوژی سریع برای هواپیماهای برقی

با نگاهی به آینده، تکنولوژی اتصال به طور موازی با قابلیت های هواپیماهای برقی تکامل خواهد یافت.

تولید افزودنی برای سنگ های سفارشی Fastener Geometries

چاپ 3D اجازه می دهد تا بسته ها برای مسیرهای بار خاص و خواص مواد بهینه سازی شوند. ساختارهای Lattice در داخل بدنه ی پیچکن می تواند وزن را کاهش دهد در حالی که حفظ تعادل لب با استفاده از آلیاژهای تیتانیوم یا Inconel می تواند اتصال دهنده ها را با کانال های پیچیده داخلی برای خنک سازی مایع یا یکپارچه سازی الکتریکی تولید کند.این باعث می شود تا اتصال دهنده ها به عنوان اعضای ساختاری و هماهنگی برای مدیریت حرارتی یا توزیع برق دوگانه عمل کنند.

۳- قدرت های حافظه

Fasteners ساخته شده از آلیاژهای حافظه شکل (به عنوان مثال، Nitinol) می تواند ضریب گسترش حرارتی یا حتی خود را در هنگام قرار دادن در معرض گرما تغییر دهد، که در آن چرخه های حرارتی از بسته های باتری قابل پیش بینی هستند، این اتصال دهندگان می توانند ساختار ثابت را در تمام شرایط عملیاتی حفظ کنند، حذف نیاز به تحقیقات دوره ای در حفظ یکپارچگی حرارت (FLT) است که قبلاً افزایش یافته است.

پوشش های الهام گرفته و چند منظوره

با الهام از برگ های لوتوس و پا های گلیو، پوشش های جدید خواص هیدروفوبیک را برای جلوگیری از تهاجم رطوبت و چسبندگی یخ فراهم می کنند.که با مسیرهای رسانای همراه است، این پوشش ها می توانند به طور همزمان محافظت از گالوانیزه و زمین الکتریکی را مدیریت کنند. برخی از پوشش ها شامل مواد تغییر فاز است که امواج حرارتی را جذب می کنند، کمک به تنظیم دمای محلی در اطراف اتصالات باتری.

استاندارد و گواهینامه

به عنوان گواهینامه رویکرد هواپیمای الکتریکی توسط FAA و EASA، استانداردهای اتصال باید انطباق برقرار کنید. کمیته بین المللی SAE در مورد استانداردهای شاتل هوافضا به طور فعال در حال توسعه مشخصات برای اتصال کامپوزیت، پوشش های رسانا و پروتکل های ارتباطی هوشمند است که انتظار می رود استانداردهای جدید AS را به طور خاص برای سخت افزار هواپیماهای الکتریکی در پنج سال آینده مشاهده کنند.

نتیجه گیری

نوآوری های سریع نه تنها پیشرفت های تدریجی؛ آنها توانمندسازهای بنیادی برای هواپیماهای برقی هستند بدون اتصال که می توانند سازگاری گالوانیزه، هدایت الکتریکی، مقاومت ارتعاش و نظارت خود را فراهم کنند، یکپارچگی ساختاری و ایمنی سیستم های برق را به عنوان بسته های اطمینان بخش های بزرگ در صنعت به خطر می اندازد. صنعت با راه حل های خلاقانه که علم مواد، مهندسی مکانیک و فن آوری دیجیتال را ترکیب می کنند، به عنوان یک نمونه اولیه برق حرکت می کند تا بتواند به تولید برق کمک کند، به اندازه کافی از سیستم های برق، عملکرد کوچک در سیستم های برق، و سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های اطمینان از عملکرد برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های کوچک در سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، عملکرد برق، به طور دقیق و عملکرد برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم های برق، به طور خودکار، به عنوان یک سیستم های برق، به عنوان یک سیستم