Một eVTOL nặng 110 kg với phạm vi hoạt động 30 km, tải trọng 90 kg và cấu trúc titan in 3D-. Khả năng tiết kiệm-ở độ cao thấp không còn là lý thuyết - nữa và titan là vật liệu giúp nó bay được.
Ngôi sao của chương trình
Tại một-triển lãm kinh tế vùng thấp gần đây ở Trung Quốc, một sản phẩm đã khiến mọi người phải dừng bước:VIVTOL- một eVTOL siêu nhẹ (máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng chạy điện) do Công nghệ thông minh Yingwu Thâm Quyến chế tạo.
| Đặc điểm kỹ thuật | Giá trị |
|---|---|
| Tổng trọng lượng | 110 kg |
| Tải trọng | 90 kg |
| Phạm vi | 30 km |
| Giá | ~$53,000 |
| Chứng nhận | Giấy phép bay đặc biệt eVTOL siêu nhẹ đầu tiên của Trung Quốc |
Du khách xếp hàng để ngồi trong buồng lái, chạm vào màn hình và chụp ảnh thứ trông giống như một thiết bị khoa học viễn tưởng - ngoại trừ việc nó bay, được chứng nhận và đã hoàn thành nhiều chuyến bay thử nghiệm công khai có phi hành đoàn.
Nguyên liệu đằng sau thành tích này:hợp kim titan.
Tại sao Titanium làm được điều đó
Phương trình phạm vi trọng số
Trong ngành hàng không điện, mỗi kg được lưu trên khung máy bay là một kg có sẵn cho dung lượng pin -, được chuyển trực tiếp thành phạm vi hoạt động. Tổng trọng lượng 110 kg của một chiếc máy bay có phi hành đoàn là một điều phi thường và titan là lý do chính.
Mật độ của titan (~4,5 g/cm³) là khoảng56% của thépvới sức mạnh tương đương. Việc thay thế các bộ phận kết cấu thép bằng titan sẽ đạt được khả năng chịu tải-tương tự với trọng lượng thấp hơn đáng kể -, giúp khung máy bay nhẹ hơn, pin lớn hơn và tầm bay xa hơn.
Chống mệt mỏi: sống sót sau hàng ngàn lần cất cánh
eVTOL phải chịu đựng các chu kỳ cất cánh-hạ cánh lặp đi lặp lại, rung động từ cánh quạt và nhiễu loạn khí động học ở độ cao. Khả năng chống mỏi của titan làhơn 2× so với thép thông thường, nghĩa là khung máy bay duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc thông qua việc sử dụng-tần số cao mà không có nguy cơ bị nứt do mỏi.
Cấu trúc tích hợp,-được in 3D
Các thành phần titan của VIVTOL không được gia công từ vật liệu rắn - mà chúng3D-được in bằng công nghệ sản xuất bồi đắp cấp độ hàng không vũ trụ-. Kết quả:
- Mối nối lắp ráp ít hơn 70%Ít khớp hơn - nghĩa là có ít điểm hư hỏng tiềm ẩn hơn
- Cải thiện tuổi thọ mệt mỏi 1,5×trên các bộ phận titan được gia công thông thường
- Hình học phức tạp tích hợp không thể đạt được thông qua sản xuất truyền thống
Cách tiếp cận bổ sung này đã cho phép VIVTOL đạt được chứng nhận - cấu trúc tích hợp đã chứng minh đủ giới hạn an toàn thông qua thử nghiệm nghiêm ngặt.
Cải tiến gấp: Bản lề titan cho phép di chuyển
Tính năng VIVTOLcánh gấp- một yếu tố thiết kế quan trọng giúp biến nó từ một chiếc máy bay thành một thứ gì đó vừa vặn trong gara tiêu chuẩn hoặc phía sau xe bán tải.
| Cách thức | Kích thước |
|---|---|
| Cấu hình chuyến bay | Sải cánh đầy đủ - sẵn sàng bay |
| Cấu hình gấp | Nhỏ hơn một chiếc SUV cỡ lớn- vừa với gara tiêu chuẩn, chất lên thùng xe tải |
Nhưng cánh gấp tạo ra một thách thức kỹ thuật đặc biệt: bản lề, cơ cấu khóa và điểm xoay phải chịu đượchàng ngàn chu kỳ gấp, rung và ma sátmà không phát triển các vết nứt hoặc mài mòn do mỏi.
Khả năng chống chịu của titansự hao mòn và mệt mỏi đáng lo ngạilàm cho các thành phần chuyển động quan trọng này có thể sử dụng được lâu dài và lặp đi lặp lại. Nếu không có titan, cơ chế gấp sẽ yêu cầu vật liệu nặng hơn, bảo trì thường xuyên hơn hoặc cả hai - sẽ làm suy yếu toàn bộ khái niệm về tính di động.
Xác thực-thế giới thực: Yên tĩnh hơn mong đợi
VIVTOL đã hoàn thành các chuyến bay thử nghiệm tại nhiều địa điểm-trình diễn du lịch ở độ cao thấp trên khắp Trung Quốc, hoạt động trên các tuyến đường ngắm cảnh ở độ cao 100–300 mét.
Kết quả đáng chú ý: mức độ tiếng ồnthấp hơn 20 decibelso với máy bay eVTOL nhiều cánh quạt tương đương thuộc loại tương tự - một lợi thế đáng kể cho hoạt động trên các khu du lịch và khu dân cư.
Nhiều địa điểm có danh lam thắng cảnh đã gửi-thư có ý định mua trước, báo hiệu nhu cầu thương mại thực sự ngoài khu vực triển lãm.
Bức tranh lớn hơn:-Nền kinh tế ở độ cao thấp cần Titan
VIVTOL là một sản phẩm duy nhất nhưng nó đại diện cho một xu hướng lớn hơn nhiều. Dự kiến nền kinh tế-ở độ cao thấp - di chuyển hàng không đô thị, máy bay không người lái hậu cần, chuyến bay du lịch, ứng phó khẩn cấp - của Trung Quốc dự kiến sẽ đạt490 tỷ USD vào năm 2035.
Mỗi chiếc máy bay này đều cần có vật liệu kết cấu nhẹ, chắc chắn và có khả năng chống mỏi-. Titanium là câu trả lời - và khi quy trình sản xuất hoàn thiện và chi phí giảm, việc áp dụng sẽ tăng tốc:
| Tài xế | Ảnh hưởng đến nhu cầu Titan |
|---|---|
| eVTOL sản xuất hàng loạt | Các thành phần kết cấu khung máy bay - mọi máy bay đều cần titan |
| Sự trưởng thành của in 3D | Nhu cầu bột titan tăng lên khi sản xuất phụ gia thay thế chế tạo truyền thống |
| Giảm chi phí thông qua tái chế | Nguyên liệu titan tái chế giúp giảm-chi phí nguyên liệu trên mỗi đơn vị |
| Mở rộng ứng dụng | Máy bay không người lái hậu cần, cứu hộ khẩn cấp, phương tiện hàng không cá nhân - danh mục nhu cầu mới |
VIVTOL chứng minh rằng khả năng di chuyển cá nhân trên không-được hỗ trợ bằng titan không phải là một khái niệm - nó là một sản phẩm có khả năng bay, được chứng nhận về mặt thương mại.
Mọi thành phần titan trong VIVTOL - khung cấu trúc, bản lề gấp,-các nút in 3D - đều bắt đầu từ nguyên liệu titan thô được xử lý cẩn thận.
Đối với các bộ phận được in 3D-, chuỗi cung ứng sẽ chạy: phôi titan → thanh/phôi → nguyên tử hóa khí → bột hình cầu → sản xuất bồi đắp. Chất lượng của thanh ban đầu quyết định tính chất hóa học, chất lượng hạt và độ đặc của bột.
Đối với các bộ phận được gia công và định hình, dây chuyền chạy: phôi titan → tấm, thanh hoặc ống → tạo hình và gia công → bộ phận hoàn thiện. Chất lượng nguyên liệu ban đầu lan truyền qua từng bước.
Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Baoji Yibaitelà một-công ty chế biến titan công nghệ cao ởBaoji, tỉnh Thiểm Tây - Thung lũng Titan của Trung Quốc. Chúng tôi cung cấp vật liệu titan cung cấp cho chuỗi cung ứng kinh tế ở độ cao thấp -từ khung máy bay eVTOL đến các bộ phận của máy bay không người lái cho đến thiết bị hỗ trợ mặt đất:
| Sản phẩm | eVTOL / Ứng dụng độ cao-thấp |
|---|---|
| Thanh và que titan | Các thành phần khung kết cấu, nút gia công, phôi bản lề, nguyên liệu sản xuất bột |
| Tấm và tấm titan | Tấm kết cấu, giá đỡ hình thành, các bộ phận bao vây |
| Dây titan | Vật tư hàn, linh kiện lò xo, dây buộc |
| dải titan | Các phần tử bản lề được tạo hình chính xác, các dải gia cố, biên dạng cấu trúc |
| rèn | Các nút cấu trúc có tính toàn vẹn cao-, các thành phần trung tâm rôto |
Tất cả các sản phẩm được vận chuyển vớigiấy chứng nhận kiểm tra nhà máy đầy đủ- hóa học, tính chất cơ học, kích thước - có thể truy nguyên từ phôi đến sản phẩm được phân phối.
Đồ ăn mang về
Một chiếc mô tô bay bằng titan nặng 110 kg có giá 53.000 USD, có thể chở một người đi quãng đường 30 km, có thể gập lại để đặt trong gara và đã được chứng nhận cho chuyến bay có phi hành đoàn. Đây không phải là video ý tưởng - mà là một sản phẩm thực tế bay trên các tuyến đường thực tế.
Vật liệu giúp - hợp kim titan, in 3D-, nhẹ, chống mỏi-, chống ăn mòn-{5}} cũng chính là vật liệu được sử dụng trong động cơ phản lực, tàu lặn-dưới biển sâu và thiết bị cấy ghép phẫu thuật. Ứng dụng này mới. Khoa học vật liệu đã được chứng minh.
Khi nền kinh tế-ở độ cao thấp có quy mô từ hàng nghìn đến hàng triệu máy bay, nhu cầu titan sẽ tăng theo - từ khung máy bay kết cấu đến cơ cấu gấp cho đến vỏ động cơ.
Bầu trời không còn là giới hạn nữa. Đó là thị trường.