হালকা ওজন, উচ্চ শক্তি, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং নমনীয়তার কারণে কম্পোজিট উপাদানগুলো স্বল্প-উচ্চতায় উড্ডয়নযোগ্য বিমান তৈরির জন্য আদর্শ উপকরণে পরিণত হয়েছে। দক্ষতা, ব্যাটারির আয়ু এবং পরিবেশ সুরক্ষার উপর গুরুত্বারোপকারী স্বল্প-উচ্চতা অর্থনীতির এই যুগে, কম্পোজিট উপাদানের ব্যবহার কেবল বিমানের কর্মক্ষমতা ও নিরাপত্তাকেই প্রভাবিত করে না, বরং এটি সমগ্র শিল্পের উন্নয়নে একটি মূল চাবিকাঠিও বটে।
কার্বন ফাইবারযৌগিক উপাদান
এর হালকা ওজন, উচ্চ শক্তি, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের কারণে, কার্বন ফাইবার স্বল্প-উচ্চতার বিমান তৈরির জন্য একটি আদর্শ উপাদান হয়ে উঠেছে। এটি কেবল বিমানের ওজনই কমাতে পারে না, বরং কর্মক্ষমতা এবং অর্থনৈতিক সুবিধাও বাড়াতে পারে এবং প্রচলিত ধাতব উপাদানের একটি কার্যকর বিকল্প হয়ে উঠেছে। আকাশযানে ব্যবহৃত যৌগিক উপাদানের ৯০%-এরও বেশি হলো কার্বন ফাইবার এবং বাকি প্রায় ১০% হলো গ্লাস ফাইবার। ইভিটিওএল (eVTOL) বিমানে, কার্বন ফাইবার কাঠামোগত উপাদান এবং প্রোপালশন সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যার পরিমাণ প্রায় ৭৫-৮০%, যেখানে বিম এবং সিটের কাঠামোর মতো অভ্যন্তরীণ প্রয়োগে এর পরিমাণ ১২-১৪% এবং ব্যাটারি সিস্টেম ও এভিওনিক্স সরঞ্জামে এর পরিমাণ ৮-১২%।
ফাইবারকাচ যৌগিক উপাদান
ফাইবারগ্লাস রিইনফোর্সড প্লাস্টিক (GFRP), তার ক্ষয়রোধী, উচ্চ ও নিম্ন তাপমাত্রা সহনশীলতা, বিকিরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা, অগ্নি প্রতিরোধক এবং বার্ধক্যরোধী বৈশিষ্ট্যের কারণে, ড্রোনের মতো নিম্ন-উচ্চতার উড়োজাহাজ তৈরিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই উপাদানের প্রয়োগ উড়োজাহাজের ওজন কমাতে, পেলোড বাড়াতে, শক্তি সাশ্রয় করতে এবং একটি সুন্দর বাহ্যিক নকশা অর্জনে সহায়তা করে। তাই, GFRP নিম্ন-উচ্চতার অর্থনীতির অন্যতম প্রধান উপাদান হয়ে উঠেছে।
নিম্ন-উচ্চতায় উড্ডয়নকারী বিমানের উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, এয়ারফ্রেম, ডানা এবং লেজের মতো গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত উপাদান তৈরিতে ফাইবারগ্লাস ক্লথ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর হালকা বৈশিষ্ট্য বিমানের উড্ডয়ন দক্ষতা উন্নত করতে এবং আরও শক্তিশালী কাঠামোগত শক্তি ও স্থিতিশীলতা প্রদান করতে সাহায্য করে।
রেডোম এবং ফেয়ারিং-এর মতো যেসব উপাদানের চমৎকার তরঙ্গ ভেদ্যতা প্রয়োজন, সেগুলোর জন্য সাধারণত ফাইবারগ্লাস কম্পোজিট উপাদান ব্যবহার করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-উচ্চতায় উড্ডয়নকারী দূরপাল্লার ইউএভি এবং মার্কিন বিমান বাহিনীর আরকিউ-৪ “গ্লোবাল হক” ইউএভি-এর ডানা, লেজ, ইঞ্জিন কম্পার্টমেন্ট এবং পেছনের ফিউজলেজের জন্য কার্বন ফাইবার কম্পোজিট উপাদান ব্যবহার করা হয়, অন্যদিকে স্পষ্ট সংকেত সঞ্চালন নিশ্চিত করার জন্য রেডোম এবং ফেয়ারিং ফাইবারগ্লাস কম্পোজিট উপাদান দিয়ে তৈরি করা হয়।
ফাইবারগ্লাস কাপড় ব্যবহার করে উড়োজাহাজের ফেয়ারিং এবং জানালা তৈরি করা যায়, যা কেবল উড়োজাহাজের বাহ্যিক সৌন্দর্যই বৃদ্ধি করে না, বরং যাত্রার আরামও বাড়ায়। একইভাবে, স্যাটেলাইটের নকশায় সোলার প্যানেল এবং অ্যান্টেনার বাইরের পৃষ্ঠের কাঠামো তৈরি করতেও গ্লাস ফাইবার কাপড় ব্যবহার করা যেতে পারে, যার ফলে স্যাটেলাইটের বাহ্যিক সৌন্দর্য এবং কার্যকারিতার নির্ভরযোগ্যতা উন্নত হয়।
অ্যারামিড ফাইবারযৌগিক উপাদান
বায়োনিক প্রাকৃতিক মৌচাকের ষড়ভুজাকৃতির কাঠামোয় ডিজাইন করা অ্যারামিড পেপার হানিকম্ব কোর উপাদানটি এর চমৎকার আপেক্ষিক শক্তি, আপেক্ষিক দৃঢ়তা এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতার জন্য অত্যন্ত সমাদৃত। এছাড়াও, এই উপাদানটির ভালো শব্দ নিরোধক, তাপ নিরোধক এবং অগ্নি প্রতিরোধক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং দহনের সময় উৎপন্ন ধোঁয়া ও বিষাক্ততার পরিমাণ খুবই কম। এই বৈশিষ্ট্যগুলো এটিকে মহাকাশ এবং দ্রুতগতির পরিবহন ব্যবস্থার মতো উচ্চস্তরের প্রয়োগক্ষেত্রে একটি বিশেষ স্থান করে দিয়েছে।
যদিও অ্যারামিড পেপার হানিকম্ব কোর উপাদানের দাম বেশি, তবুও এটি প্রায়শই বিমান, ক্ষেপণাস্ত্র এবং স্যাটেলাইটের মতো উচ্চমানের সরঞ্জামগুলির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ হালকা উপাদান হিসাবে নির্বাচিত হয়, বিশেষত সেইসব কাঠামোগত উপাদান তৈরির ক্ষেত্রে যেগুলিতে ব্রডব্যান্ড তরঙ্গ ভেদ্যতা এবং উচ্চ দৃঢ়তা প্রয়োজন।
হালকা ওজনের সুবিধা
বিমানের কাঠামো তৈরির একটি প্রধান উপাদান হিসেবে, অ্যারামিড পেপার ইভিটিওএল-এর মতো প্রধান স্বল্প-উচ্চতার সাশ্রয়ী বিমানগুলিতে, বিশেষত কার্বন ফাইবার হানিকম্ব স্যান্ডউইচ স্তর হিসাবে, একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
মনুষ্যবিহীন আকাশযানের ক্ষেত্রেও নোমেক্স হানিকম্ব উপাদান (অ্যারামিড পেপার) ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়; এটি ফিউসেলেজের খোলস, ডানার আবরণ, অগ্রভাগ এবং অন্যান্য অংশে ব্যবহার করা হয়।
অন্যান্যস্যান্ডউইচ যৌগিক উপকরণ
মনুষ্যবিহীন আকাশযানের মতো নিম্ন-উচ্চতার বিমানগুলোর উৎপাদন প্রক্রিয়ায় কার্বন ফাইবার, গ্লাস ফাইবার এবং অ্যারামিড ফাইবারের মতো শক্তিশালী উপকরণ ব্যবহারের পাশাপাশি হানিকম্ব, ফিল্ম, ফোম প্লাস্টিক এবং ফোম গ্লু-এর মতো স্যান্ডউইচ কাঠামোগত উপকরণও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
স্যান্ডউইচ উপাদান নির্বাচনের ক্ষেত্রে, সাধারণত ব্যবহৃত হয় হানিকম্ব স্যান্ডউইচ (যেমন পেপার হানিকম্ব, নোমেক্স হানিকম্ব ইত্যাদি), কাঠের স্যান্ডউইচ (যেমন বার্চ, পলওনিয়া, পাইন, বাসউড ইত্যাদি) এবং ফোম স্যান্ডউইচ (যেমন পলিউরেথেন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড, পলিস্টাইরিন ফোম ইত্যাদি)।
ফোম স্যান্ডউইচ কাঠামোটি এর জলরোধী ও ভাসমান বৈশিষ্ট্য এবং ডানা ও লেজের ডানার অভ্যন্তরীণ কাঠামোর গহ্বরগুলো সম্পূর্ণভাবে পূরণ করার প্রযুক্তিগত সুবিধার কারণে ইউএভি-র এয়ারফ্রেমের গঠনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে।
কম-গতির ড্রোন ডিজাইন করার সময়, সাধারণত কম শক্তির প্রয়োজনীয়তা, নিয়মিত আকৃতি, বড় বক্র পৃষ্ঠ এবং সহজে বিন্যাস করা যায় এমন অংশগুলির জন্য হানিকম্ব স্যান্ডউইচ কাঠামো ব্যবহার করা হয়, যেমন সামনের ডানার স্থিতিশীলকারী পৃষ্ঠ, উল্লম্ব লেজের স্থিতিশীলকারী পৃষ্ঠ, ডানার স্থিতিশীলকারী পৃষ্ঠ ইত্যাদি। জটিল আকৃতি এবং ছোট বক্র পৃষ্ঠযুক্ত অংশগুলির জন্য, যেমন এলিভেটর পৃষ্ঠ, রাডার পৃষ্ঠ, আইলেরন রাডার পৃষ্ঠ ইত্যাদি, ফোম স্যান্ডউইচ কাঠামো পছন্দ করা হয়। যে স্যান্ডউইচ কাঠামোগুলিতে উচ্চতর শক্তির প্রয়োজন হয়, সেগুলির জন্য কাঠের স্যান্ডউইচ কাঠামো নির্বাচন করা যেতে পারে। যে অংশগুলিতে উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ দৃঢ়তা উভয়ই প্রয়োজন, যেমন ফিউসেলেজ স্কিন, টি-বিম, এল-বিম ইত্যাদি, সেগুলির জন্য সাধারণত ল্যামিনেট কাঠামো ব্যবহার করা হয়। এই উপাদানগুলির উৎপাদনের জন্য প্রিফর্মিং প্রয়োজন, এবং প্রয়োজনীয় ইন-প্লেন দৃঢ়তা, নমন শক্তি, টর্শনাল দৃঢ়তা এবং শক্তির প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, উপযুক্ত রিইনফোর্সড ফাইবার, ম্যাট্রিক্স উপাদান, ফাইবারের পরিমাণ এবং ল্যামিনেট নির্বাচন করতে হয়, এবং বিভিন্ন বিন্যাস কোণ, স্তর এবং স্তরবিন্যাস ক্রম ডিজাইন করতে হয়, এবং বিভিন্ন উত্তাপ তাপমাত্রা এবং চাপ প্রয়োগের মাধ্যমে কিউরিং করতে হয়।
পোস্ট করার সময়: ২২ নভেম্বর, ২০২৪
