مواد سبائك المغنيسيوم في الاقتصاد المنخفض الارتفاع

بفضل خفّة وزنها، أصبحت سبائك المغنيسيوم خيارًا مثاليًا للطائرات الاقتصادية منخفضة الارتفاع، نظرًا لكثافتها المنخفضة ومتانتها العالية وقدرتها على امتصاص الصدمات وحجب الموجات الكهرومغناطيسية. بالمقارنة مع المواد التقليدية، تُعدّ سبائك المغنيسيوم أخف وزنًا، ويمكنها إطالة مدة الطيران بشكل كبير وتحسين كفاءة الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تُحسّن قدرات امتصاص الصدمات والحجب الكهرومغناطيسي لسبائك المغنيسيوم من سلامة التشغيل والتوافق الكهرومغناطيسي للطائرات في البيئات المعقدة.

طائرات الإقلاع والهبوط العمودي الكهربائية (eVTOL)

هيكل الصمامات: تبلغ كثافة سبائك المغنيسيوم ثلثي كثافة سبائك الألومنيوم وربع كثافة الفولاذ فقط. يمكن أن يُخفّض استخدامها في هيكل جسم الطائرة وزن الطائرة بشكل كبير، ويُحسّن سعة الحمولة والمدى. على سبيل المثال، تستخدم طائرة الإقلاع والهبوط العمودي الكهربائية (eVTOL) للشحن التي يبلغ وزنها طنين من شركة Fengfei Aviation سبائك المغنيسيوم لتصنيع بعض مكونات هيكل جسم الطائرة، مما يُحقق خفة الوزن مع ضمان المتانة الهيكلية.

هيكل الجناح: تتميز سبيكة المغنيسيوم بقوة نوعية عالية، مما يحافظ على ثبات هيكل الجناح تحت الأحمال الديناميكية الهوائية الكبيرة، مع تقليل وزنه، مما يُحسّن أداء طيران الطائرة.

غلاف المحرك: تتميز سبيكة المغنيسيوم بموصلية حرارية جيدة وخصائص حماية كهرومغناطيسية، مما يُبدّد الحرارة الناتجة عن تشغيل المولد بفعالية، ويحمي الدائرة الداخلية للمحرك من التداخل الكهرومغناطيسي، ويطيل عمره الافتراضي، ويحسّن كفاءته. على سبيل المثال، صُنع غلاف محرك سيارة الطيران الكهربائية الذكية “ترافيلر X2” من شركة “شياوبنغ هويتيان” من مادة سبيكة المغنيسيوم.

حجرة البطارية: تُستخدم سبيكة المغنيسيوم في تصنيع حجرات البطاريات. تُساعد كثافتها المنخفضة على تقليل الوزن الإجمالي للطائرة، كما أن خصائص الحماية الكهرومغناطيسية التي تتمتع بها تمنع تداخل التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي مع البطارية، مما يضمن سلامتها واستقرار تشغيلها.

حامل لوحة العدادات: يتميز حامل لوحة العدادات المصنوع من سبائك المغنيسيوم بصلابة وثبات ممتازين، ويمكنه دعم مختلف الأجهزة وشاشات العرض في لوحة عدادات eVTOL. كما أن خفة وزنه تُسهم في تقليل الوزن الإجمالي للطائرة.

الطائرات بدون طيار

هيكل جسم الطائرة: تتميز سبائك المغنيسيوم بكثافة منخفضة، مما يُخفف وزن الطائرة بشكل كبير، ويزيد من قدرتها على التحمل وقدرتها على التحمل، كما تضمن قوتها النوعية العالية تحملها لمختلف الضغوط أثناء الطيران. على سبيل المثال، طائرة “Hybrid Flyer” متعددة الدوارات بهيكل من سبائك المغنيسيوم أخف وزنًا بنسبة 30% تقريبًا من هيكل المواد التقليدية، كما أن مدة تحملها أطول.

الأجنحة والذيول: تُستخدم لتصنيع هيكل الدعم الداخلي أو الغلاف الخارجي للأجنحة والذيول، مع ضمان المتانة الهيكلية والأداء الديناميكي الهوائي، وتقليل مقاومة الطيران واستهلاك الطاقة للطائرات بدون طيار، وتحسين كفاءة الطيران ومرونته.

حامل لوحة دائرة التحكم: يوفر دعمًا ثابتًا للوحة دائرة التحكم. تساعد خصائصه خفيفة الوزن على خفض مركز ثقل الطائرة المسيرة وتحسين استقرار الطيران. وفي الوقت نفسه، يُقلل أداء الحماية الكهرومغناطيسية من التداخل الكهرومغناطيسي بين لوحات الدوائر الإلكترونية ويضمن نقلًا دقيقًا لإشارات التحكم.

غلاف المستشعر: يُستخدم لتغليف أجهزة استشعار مختلفة، مثل الكاميرات ووحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مع حماية المستشعرات، وتقليل وزن حمولة الطائرات المسيرة، مما يسمح لها بحمل المزيد من المعدات أو إطالة مدة الطيران. كما أن مقاومة سبائك المغنيسيوم للتآكل تُمكّنها من التكيف مع متطلبات عمل أجهزة الاستشعار في بيئات مختلفة.

المراوح: تُستخدم سبائك المغنيسيوم في تصنيع المراوح. تساعد كثافتها المنخفضة وقوتها النوعية العالية على تحسين كفاءة دوران المروحة، وتقليل استهلاك الطاقة، وتقليل الوزن، وبالتالي تحسين الأداء العام للطائرات المسيرة.

يُعدّ وزن المغنيسيوم الخفيف وتكلفته المنخفضة واحتياطياته العالية أكثر فائدة من المواد التقليدية، ومن المتوقع أن يُحلّ معضلة ارتفاع تكاليف المواد الخام وانخفاض كفاءة التشغيل في البناء الاقتصادي على ارتفاعات منخفضة. مع التقدم المستمر في تكنولوجيا إنتاج سبائك المغنيسيوم، فإن الإنتاج على نطاق واسع سوف يقلل التكاليف بشكل أكبر، وبالتالي تعزيز تطبيقه على نطاق واسع في مجال الارتفاعات المنخفضة.