حلول مضادة للرصاص شفافة لدروع الطائرات بدون طيار: إمكانات وتحديات أفلام TPU
مع التطبيق الواسع النطاق للمركبات الجوية غير المأهولة (الطائرات بدون طيار) في المجالات العسكرية والأمن واللوجستيات وغيرها من المجالات ، فإن الطلب على حمايتها ينمو. خاصة في السيناريوهات عالية الخطورة مثل استطلاع ساحة المعركة ، ودوريات الحدود ، وعمليات مكافحة الإرهاب ، قد تواجه الطائرات بدون طيار تهديد الرصاص أو الشظايا أو البيئات القاسية. على الرغم من أن الدروع المعدنية أو المركبة التقليدية يمكن أن توفر الحماية ، إلا أنها تزيد من الوزن غالبًا ، وتؤثر على أداء الرحلة ، وليست مناسبة للأجزاء التي تتطلب شفافية بصرية (مثل دروع الكاميرا).
كمواد شفاف ناشئة ، أصبح فيلم البولي يوريثان بالحرارة (TPU) تدريجياً خيارًا مثاليًا لدروع الطائرات بدون طيار. ستستكشف هذه المقالة إمكانات مضادة للرصاص ، والمزايا التقنية ، والتحديات الحالية ، وتوجيهات التطوير المستقبلية لأفلام TPU لتوفير المرجع للصناعة.
TPU (البولي يوريثان بالحرارة) هو مادة مرنة ذات صلابة عالية ومقاومة للدموع وقدرة امتصاص الطاقة. عندما تتأثر بالرصاص أو الشظايا ، يمكن لفيلم TPU تفريق قوة التأثير من خلال تشوه البلاستيك لمنع الاختراق مع الحفاظ على السلامة الهيكلية. يمكن للهيكل المركبة TPU متعدد الطبقات تحسين مستوى مقاومة الرصاص وهو مناسب لبيئات التهديد الأعلى.
بالمقارنة مع الزجاج التقليدي المقاوم للرصاص (مثل البولي كربونات) ، يمكن أن يصل إرسال الضوء لفيلم TPU إلى أكثر من 90 ٪ ، والضباب منخفض ، وهو مناسب لحماية المعدات البصرية الرئيسية مثل الكاميرات وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء والودار. كثافة TPU حوالي 1.2 جم/سم
³
، وهو أقل بكثير من الزجاج المقاوم للرصاص (~ 1.5-2.0g/سم
³
) أو درع معدني. في نفس مستوى الحماية ، يمكن أن يقلل غطاء حماية TPU من الوزن بنسبة 30 ٪ إلى 50 ٪ مقارنة بالحلول التقليدية ، مما يساعد على تمديد وقت رحلة الطائرات بدون طيار.
يحتوي فيلم TPU على مقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية ، ومقاومة درجة الحرارة العالية والمنخفضة (-40
℃
ل 80
℃
) ، ومقاومة التآكل ، وهي مناسبة للاستخدام على المدى الطويل في البيئات المعقدة (مثل الصحارى والمحيطات والمناطق القطبية).
فيلم TPU أحادي الطبقة: مناسبة لسيناريوهات التهديد المنخفض (مثل مضادات الحدود ، ضربات الطيور). متعدد الطبقات TPU + polycarbonate (PC) أو ألياف aramid: تحسين أداء مقاوم للرصاص من خلال التصميم الرقائقي ، ويمكن أن يقاوم تأثير الرصاص بسرعات أعلى.
على الرغم من أن فيلم TPU له مقاومة قوية للتأثير ، إلا أن صلابة السطح منخفضة ومن السهل خدشها. تشمل الحلول الحالية: تكنولوجيا طلاء نانو: الكربون الشبيه بالماس (DLC) أو SIO
₂
الطلاء مطلي على سطح TPU لتحسين مقاومة التآكل. عملية التصفيح الهجينة: مركب مع البولي يوريثان المتصلب (PU) أو فيلم PET لتحقيق التوازن بين الصلابة والصلابة. تقوم بعض مؤسسات البحث بتطوير مواد TPU ذات الشفاء الذاتي. عندما تظهر شقوق صغيرة في طبقة الفيلم ، يمكن إصلاحها تلقائيًا عن طريق التدفئة أو التفاعل الكيميائي لتمديد عمر الخدمة.
أصبح فيلم TPU مادة مثالية للأغطية الشفافة المقاومة للرصاص للطائرات بدون طيار بسبب الشفافية الخفيفة ، والشفافية العالية ومقاومة التأثير. على الرغم من أنه لا تزال هناك تحديات من حيث الحد الأقصى للبرصاف ، والمتانة والتكلفة طويلة الأجل ، مع تقدم علوم المواد ، من المتوقع أن تصبح حلول الحماية القائمة على TPU هي التيار الرئيسي للصناعة في السنوات 3-5 القادمة.
