저고도 경제

탄소섬유의 새로운 성장 지평을 열다

(1) 탄소섬유복합체: 항공우주 경량화를 위한 핵심 소재
탄소섬유는 탄소함량이 90% 이상인 섬유소재로 저밀도, 고비강도, 고탄성 등 다양한 특성을 갖고 있습니다. 동일한 무게에서 인장 강도는 강철, 알루미늄 합금, 티타늄 합금보다 9배 이상 높고, 탄성률은 강철, 알루미늄 합금, 티타늄 합금보다 4배 이상 높습니다. 이러한 장점으로 인해 탄소 섬유는 항공우주 차량의 경량화를 위한 이상적인 선택이 되었습니다. 탄소섬유복합재료를 항공기 본체 구조 및 내부 부품 구성에 적용함으로써 항공기 중량을 대폭 줄이고, 에너지 소비를 최소화하며, 구조적 강도와 안전성을 향상시킬 수 있습니다. eVTOL 구성에 탄소 섬유 복합재를 사용하면 항공기의 전체 중량을 30~40% 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

무인항공기 분야의 장탄소섬유 복합재료

장탄소섬유 복합재료는 무인항공기(UAV) 분야에 점점 더 많이 적용되고 있으며, UAV 성능 향상, 비행시간 연장, 내구성 및 신뢰성 향상에 중요한 역할을 하고 있다.

무인 항공기 부문에서 장탄소 섬유 복합재의 주요 응용 분야와 장점은 다음과 같습니다.

1. 무인항공기 구조물의 강도 및 강성 향상
긴 탄소 섬유 복합재는 비강도와 비강성이 매우 높아 경량이면서도 무거운 하중을 견딜 수 있습니다. 기체, 날개, 프로펠러, 랜딩기어 등 UAV 구조에 긴 탄소섬유 복합재를 사용하면 UAV의 강도와 강성이 크게 향상되어 복잡한 비행 환경과 고속 작동을 견딜 수 있습니다.

2. 무게 감소 및 비행시간 연장
무게는 무인항공기의 비행시간에 영향을 미치는 핵심 요소이다. 긴 탄소 섬유 복합재는 매우 가벼우면서도 뛰어난 강도를 제공하여 UAV의 전체 무게를 줄이는 데 도움이 됩니다. 결과적으로 배터리 효율성이 향상되고 비행 시간이 연장됩니다. 경량 설계는 소형 UAV 및 전기 수직 이착륙(eVTOL) 항공기에서 특히 중요합니다.

3. 내충격성 및 내구성 향상
긴 탄소 섬유 복합재의 높은 인성은 UAV가 충돌이나 극한 기상 조건에 직면할 때 탁월한 내충격성과 내구성을 유지할 수 있게 해줍니다. 특히 무인 항공기의 외부 쉘과 중요한 구조 구성 요소에서 탄소 섬유 복합재는 구조적 손상을 효과적으로 방지하여 유지 관리 비용을 절감합니다.

4. 내식성 및 환경적응성
탄소 섬유 복합재는 뛰어난 내식성을 갖고 있어 습도가 높거나 바닷물에 노출되는 등 열악한 환경에서 사용되는 UAV에 이상적입니다. 이로 인해 긴 탄소 섬유 복합재는 해양 모니터링, 농업용 살포 및 강력한 환경 탄력성을 요구하는 기타 임무에 적용하기에 탁월한 선택입니다.

5. 전자파 차폐 성능
긴 탄소 섬유 복합재는 특정 전자기 차폐 특성을 갖고 있어 UAV의 내부 전자 시스템에 대한 외부 전자기 소스의 간섭을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이는 복잡한 환경, 특히 데이터 전송 및 통신 시스템에서 UAV의 안정적인 비행에 중요합니다.

6. 안전성 향상
탄소섬유복합체는 내피로성과 내노화성이 우수하여 무인항공기의 수명을 효과적으로 연장하고 재료 열화로 인한 고장 위험을 줄입니다. 이는 비행 안전성 향상에 기여합니다.


적용 예:
소형 소비자 UAV:DJI의 특정 모델과 같은 많은 고급 소비자 UAV는 비행 성능과 내구성을 향상시키기 위해 기체 구조, 특히 날개와 지지 프레임에 탄소 섬유 복합재를 사용하기 시작했습니다.

군용 무인기: 높은 내구성, 강도, 스텔스 기능을 요구하는 군용 무인기는 장탄소섬유 복합재료를 널리 사용합니다. 이러한 소재는 무게를 줄일 뿐만 아니라 구조적 강도와 스텔스 기능을 향상시킵니다.

eVTOL(전기 수직 이륙 및 착륙) 항공기: eVTOL은 중량 감소에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 긴 탄소 섬유 복합재는 eVTOL에 이상적인 구조 재료입니다. 이러한 소재를 사용함으로써 eVTOL은 경량 설계를 구현하는 동시에 충분한 강도와 강성을 보장하여 범위와 비행 효율성을 향상시킬 수 있습니다.