材料選択ガイド
低高度エコノミーアプリケーション向け
特定の運用シナリオに基づいて適切な材料を選択することは、パフォーマンスと耐久性にとって非常に重要です。
中国航空航天学会の低高度経済白書で概説されているシナリオマトリックスを参考に、我々は以下の点を強調する。主要用途向けの典型的な材料ソリューション。
シナリオ1:農林業農業、林業、畜産、漁業の分野では、航空機は農作物の輸送、播種、圃場検査、農薬散布、稚魚の運搬、消防パトロールなどに広く利用されています。この分野での材料選択では、次の点を優先する必要があります。耐湿性と耐熱性耐薬品性推奨される材料ソリューションは次のとおりです。主要な構造荷重支持コンポーネント(例:胴体フレーム、スプレーブラケット)PA6-GF30高い強度と優れた耐疲労性を備えています。適切な表面処理により、吸湿性を最小限に抑えることができます。長期間にわたる高負荷の農業作業に適しています。PPO/PSアロイ難燃性で農薬腐食に耐性があります。農薬タンクブラケットやバルブハウジングなどの精密部品に最適です。チタン合金優れた耐久性と耐腐食性。スプレーアームコネクタなど、露出度が高く繰り返し応力を受ける部品に最適です。耐薬品性露出部品(例:散布ノズル、農薬タンク、パイプライン)チタン合金ライニング付きPPS-GF40PPS の耐熱性、耐薬品性とチタンライニングの組み合わせにより、農薬の浸透に対する優れた保護が提供され、コンポーネントの寿命が大幅に延長されます。軽量内部コンポーネント(例:コントロールパネル、コックピット内部、内張りパネル)ABSコスト効率が高く、成形が容易です。非荷重支持の内装部品に適していますが、化学物質への直接接触は避けてください。PC(ポリカーボネート)耐衝撃性に優れ、監視画面や観察窓の保護カバーに最適です。アルミニウム合金軽量で成形が容易で、陽極酸化処理後は高湿度環境への耐性も向上します。重要部品以外の用途では、チタン合金よりも経済的です。
シナリオ2: 輸送アプリケーション
輸送シナリオでは、航空機は主に乗客および貨物の輸送、航空写真撮影、緊急対応、救助サービスに使用されます。

これらの用途を考慮すると、材料の選択では次の点に重点を置く必要があります。
柔軟性と飛行耐久性を高める軽量設計
大きな構造的ストレスや外部からの衝撃に耐える高い剛性と強度
特定の要求に基づいて、推奨される材料ソリューションは次のとおりです。
コア耐荷重構造
(例:胴体フレーム、着陸装置)
PA6-GF30
高い剛性と軽量性により、積載効率と運用安全性が向上します。
PEEK-CF40
優れた強度と疲労耐性を備え、緊急救助装置(例:巻上げ機構)の重要なコネクタに最適です。
チタン合金
優れた強度対重量比で、救助機の高負荷、高安全構造ポイント(救助フックインターフェースなど)に最適です。
アルミニウム合金
軽量で比較的強度が高く、二次荷重支持構造(例:貨物室ブラケット)の PA6-GF30 の代替として使用できます。
機能的な内部コンポーネント
(例:計器パネル、ブラケット、キャビンドアのヒンジ、コネクタ)
PC/ABSアロイ
耐熱性と加工性を両立し、軽量化と強度を保ちながら複雑な形状の構造部品に適しています。
アルミニウム合金
チタンに比べて加工性に優れており、厳しい公差が求められる精密可動部品に最適です。
高速可動部品
(例:ローターシャフト、トランスミッションギア)
チタン合金コーティングを施したPEEK-CF40
組み合わせの利点: PEEK は優れた耐摩耗性と振動減衰性を提供し、チタンコーティングは表面硬度と耐高温性を向上させます。
透明な観察コンポーネント
(例:窓、カメラハウジング)
ポリカーボネート(PC)
透明で耐衝撃性があり、航空撮影機器のクリアな視認性を確保します。
シナリオ3:沖合環境モニタリング
オフショア環境では、機器は塩水噴霧、高湿度、海水腐食の条件下で稼働することがよくあります。
したがって、材料は優れた耐薬品性特に塩水噴霧や海水腐食に対して耐性があります。さらに、ある程度の耐熱性長時間の日光暴露に耐える必要があります。これらの環境要件に基づいて、推奨される材料ソリューションは次のとおりです。露出度の高いコンポーネント(例:センサーハウジング、外部ブラケット、センサーマウント、フロート)チタン合金海水腐食に対する優れた耐性があり、長期間水没するセンサーハウジングやアンカー構造に最適です。陽極酸化アルミニウム合金陽極酸化処理により塩水噴霧耐性が強化されており、コスト効率の高いフロートや外部サポート ブラケットに適しています。PPO/PSアロイ優れた海水腐食耐性があり、塩水噴霧や浸漬環境で動作する精密監視装置に適しています。PPS-GF40耐熱性と難燃性が高く、エンジンルームやソーラーパネル設置周辺のコンポーネントに最適です。コア監視デバイスコンポーネント(例:データポッド、密閉ハウジング)PEEK-CF40優れた耐クリープ性と低吸湿性により、高湿度環境でも性能低下を防ぎ、長寿命の精密機器に最適です。精密機器密閉キャビンPPO/PS合金+チタン合金フレーム組み合わせの利点: PPO/PS 合金は海水に対する耐腐食性を提供し、チタン フレームは変形を防ぐ構造的な剛性を提供します。高温帯(例:エンジンケース、排気ダクト)チタン合金ファスナー付きPPS-GF40組み合わせの利点: PPS は耐熱性と耐腐食性を提供し、チタンファスナーは金属の錆による接続障害を防止します。まとめコストに敏感なアプリケーション (例: 農業、林業):主に PA6-GF30 + アルミニウム合金を使用し、化学腐食の影響を受ける重要な領域 (農薬暴露ポイントなど) にのみ PPS-GF40 またはチタン合金を使用します。パフォーマンス重視のアプリケーション (例: 救助や輸送):コアの耐荷重構造にチタン合金と PEEK-CF40 を混合し、軽量設計と極めて高い機械的強度を両立させます。極限環境アプリケーション(例:海洋監視)長期間水中に浸かる部品にはチタン合金が不可欠であり、コストを最適化するために PPO/PS 合金と陽極酸化アルミニウムが補完されています。もちろん、上記は一般的なガイドラインです。基本原則は変わりません。低コストの基本材料と高性能の重要な部品を組み合わせることで、性能とコストのバランスをとることができます。または、ハイブリッド設計(例:チタン合金補強材をプラスチックフレームワークに埋め込む)により、性能とコストの効率を最大化します。
次の記事では、より要求の厳しい用途に適した新しい高性能材料について説明します。