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In der sich schnell entwickelnden technologischen Landschaft ist dieNiedrige Wirtschaftslageentwickelt sich zu einem vielversprechenden neuen Sektor mit enormem Entwicklungspotenzial.Glasfaserverbundwerkstoffewerden mit ihren einzigartigen Leistungsvorteilen zu einer entscheidenden Triebkraft für dieses Wachstum und entfachen still und leise eine industrielle Revolution, bei der die Gewichtsreduzierung im Mittelpunkt steht.

I. Eigenschaften und Vorteile von Glasfaserverbundwerkstoffen

(I) Ausgezeichnete spezifische Festigkeit

Fiberglas-Verbundwerkstoffe, bestehend aus Glasfasern, die in eine Harzmatrix eingebettet sind, zeichnen sich durchausgezeichnete spezifische Festigkeit, was bedeutet, dass sie leicht sind und dennoch mechanische Eigenschaften aufweisen, die mit denen von Metallen vergleichbar sind. Ein Paradebeispiel ist das UAV RQ-4 Global Hawk, dessen Radarkuppel und Verkleidung aus Glasfaserverbundwerkstoffen bestehen. Dies reduziert das Gewicht erheblich und gewährleistet gleichzeitig die strukturelle Integrität, was die Flugleistung und Ausdauer des UAV verbessert.

(II) Korrosionsbeständigkeit

Dieses Material istrost- und korrosionsbeständig, ist langfristig beständig gegenüber Säuren, Laugen, Feuchtigkeit und Salzsprühnebel und bietet eine längere Lebensdauer als herkömmliche Metallmaterialien. Dadurch wird sichergestellt, dass Tiefflugflugzeuge aus Glasfaserverbundwerkstoffen auch in komplexen Umgebungen eine hervorragende Leistung erbringen, was die Wartungskosten senkt und Sicherheitsrisiken durch Korrosion reduziert.

(III) Starke Designfähigkeit

Glasfaserverbundwerkstoffe bietenstarke Gestaltbarkeit, wodurch durch die Anpassung von Faseraufbau und Harztypen eine optimierte Leistung und komplexe Formen ermöglicht werden. Dank dieser Eigenschaft können Glasfaserverbundwerkstoffe die spezifischen Leistungs- und Formanforderungen verschiedener Komponenten in Tiefflugflugzeugen erfüllen und so für mehr Flexibilität bei der Flugzeugkonstruktion sorgen.

(IV) Elektromagnetische Eigenschaften

Glasfaserverbundwerkstoffe sindnichtleitend und elektromagnetisch transparent, wodurch sie sich für elektrische Geräte, Radome und andere spezielle Funktionskomponenten eignen. In UAVs und eVTOLs trägt diese Eigenschaft dazu bei, die Kommunikations- und Erkennungsfähigkeiten des Flugzeugs zu verbessern und so die Flugsicherheit zu gewährleisten.

(V) Kostenvorteil

Im Vergleich zu hochwertigen Verbundwerkstoffen wie Kohlefaser ist Fiberglasgünstiger, was es zu einer wirtschaftlichen Wahl für Hochleistungsmaterialien macht. Dies verleiht Glasfaserverbundwerkstoffen eine höhere Kosteneffizienz bei der Herstellung von Tiefflugflugzeugen, trägt zur Senkung der Produktionskosten bei und fördert die weit verbreitete Entwicklung der Tiefflugwirtschaft.

II. Anwendungen von Glasfaserverbundwerkstoffen in der Tiefflugwirtschaft

(I) UAV-Sektor

• Rumpf und Strukturkomponenten: Glasfaserverstärkter Kunststoff(GFK) wird aufgrund seines geringen Gewichts und seiner hohen Festigkeit häufig für kritische Strukturkomponenten von Drohnen wie Rumpf, Flügel und Leitwerk verwendet. Beispielsweise bestehen die Radarkuppel und die Verkleidungen der Drohnen RQ-4 Global Hawk aus Glasfaserverbundwerkstoffen, die eine klare Signalübertragung gewährleisten und die Aufklärungsfähigkeiten der Drohne verbessern.
• Propellerblätter:Bei der Herstellung von UAV-Propellern wird Fiberglas mit Materialien wie Nylon kombiniert, um die Steifigkeit und Haltbarkeit zu verbessern. Diese Verbundblätter halten höheren Belastungen und häufigeren Starts und Landungen stand und verlängern so die Lebensdauer des Propellers.
• Funktionale Optimierung:Glasfaser kann auch in elektromagnetischen Abschirmungen und infrarotdurchlässigen Materialien eingesetzt werden, um die Kommunikation und Erkennungsfähigkeiten von Drohnen zu verbessern. Der Einsatz dieser Funktionsmaterialien in Drohnen verbessert die Kommunikationsstabilität in komplexen elektromagnetischen Umgebungen und erhöht die Genauigkeit der Zielerkennung.
• Rumpfrahmen und Flügel:eVTOL-Flugzeuge stellen extrem hohe Anforderungen an das Leichtgewicht. Glasfaserverstärkte Verbundwerkstoffe werden häufig mit Kohlefaser kombiniert, um die Rumpfstrukturen zu optimieren und Kosten zu senken. Beispielsweise verwenden einige eVTOL-Flugzeuge Glasfaserverbundwerkstoffe für ihre Rumpfrahmen und Flügel, was das Gewicht des Flugzeugs reduziert und gleichzeitig die strukturelle Integrität gewährleistet. Dies verbessert die Flugeffizienz und die Flugdauer.
• Wachsende Marktnachfrage:Dank politischer Unterstützung und technologischem Fortschritt wächst die Nachfrage nach eVTOLs kontinuierlich. Laut einem aktuellen Bericht von Stratview Research wird sich die Nachfrage nach Verbundwerkstoffen in der eVTOL-Branche innerhalb von sechs Jahren voraussichtlich um das Zwanzigfache erhöhen – von 1,1 Millionen Pfund im Jahr 2024 auf 25,9 Millionen Pfund im Jahr 2030. Dies bietet ein enormes Marktpotenzial für Glasfaserverbundwerkstoffe im eVTOL-Sektor.

(II) eVTOL-Sektor

III. Neugestaltung der wirtschaftlichen Landschaft in niedrigen Höhenlagen mit Glasfaserverbundwerkstoffen

(I) Leistungssteigerung von Tiefflugflugzeugen

Das geringe Gewicht von Glasfaserverbundwerkstoffen ermöglicht es Tieffliegern, mehr Treibstoff und Ausrüstung zu transportieren, ohne ihr Gewicht zu erhöhen. Dadurch verbessern sich ihre Ausdauer und Nutzlastkapazität. Gleichzeitig gewährleisten ihre hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Flugzeuge in verschiedenen komplexen Umgebungen und tragen so zu einer allgemeinen Leistungssteigerung von Tieffliegern bei.

(II) Förderung der koordinierten Entwicklung der Industriekette

Die Entwicklung von Glasfaserverbundwerkstoffen fördert die koordinierte Entwicklung aller Glieder der Industriekette, einschließlich der vorgelagerten Rohstoffversorgung, der Materialherstellung im mittleren Bereich und der nachgelagerten Anwendungsentwicklung. Unternehmen im vorgelagerten Bereich optimieren kontinuierlich die Glasfaserproduktionsprozesse und verbessern die Materialleistung. Unternehmen im mittleren Bereich verstärken Forschung und Entwicklung sowie die Produktion von Verbundwerkstoffen, um den Anforderungen verschiedener Anwendungsfelder gerecht zu werden. Unternehmen im nachgelagerten Bereich entwickeln aktiv Produkte für Tiefflugflugzeuge auf Basis von Glasfaserverbundwerkstoffen und fördern so die Industrialisierung der Tiefflugwirtschaft.

(III) Schaffung neuer wirtschaftlicher Wachstumspunkte

Mit der zunehmenden Verbreitung von Glasfaserverbundwerkstoffen in der Tiefflugwirtschaft ergeben sich für die damit verbundenen Branchen neue Entwicklungsmöglichkeiten. Von der Materialherstellung über die Flugzeugproduktion bis hin zu operativen Dienstleistungen hat sich eine komplette Industriekette gebildet, die zahlreiche Arbeitsplätze und wirtschaftliche Vorteile schafft. Gleichzeitig fördert die Entwicklung der Tiefflugwirtschaft auch den Wohlstand benachbarter Branchen wie der Luftfahrtlogistik und des Tourismus und verleiht dem Wirtschaftswachstum neue Impulse.

IV. Herausforderungen und Gegenmaßnahmen

(I) Abhängigkeit von importierten High-End-Materialien

Derzeit ist China noch immer in gewissem Maße auf importierte High-End-Produkte angewiesen.Glasfaser-Verbundwerkstoffe, insbesondere bei Produkten für die Luft- und Raumfahrt, bei denen die Inlandsproduktionsrate weniger als 30 % beträgt. Dies schränkt die unabhängige Entwicklung der chinesischen Wirtschaft in niedrigen Lagen ein. Gegenmaßnahmen umfassen die Erhöhung der Investitionen in Forschung und Entwicklung, die Stärkung der Zusammenarbeit zwischen Industrie, Wissenschaft und Forschung, die Überwindung wichtiger technologischer Engpässe und die Erhöhung der Lokalisierungsrate hochwertiger Materialien.

(II) Intensivierung des Marktwettbewerbs

Mit dem kontinuierlichen Wachstum des Marktes für Glasfaserverbundwerkstoffe verschärft sich der Wettbewerb. Unternehmen müssen Produktqualität und Serviceniveau kontinuierlich verbessern, den Markenaufbau stärken und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern. Gleichzeitig sollte die Branche ihre Selbstdisziplin stärken, die Marktordnung regulieren und einen aggressiven Wettbewerb vermeiden.

(III) Nachfrage nach technologischer Innovation

Um der ständig steigenden Nachfrage nach Glasfaserverbundwerkstoffen in der Tieflandwirtschaft gerecht zu werden, müssen Unternehmen ihre technologische Innovation stärken und neue Verbundwerkstoffe mit höherer Leistung und geringeren Kosten entwickeln. Beispiele hierfür sind die weitere Verbesserung der Festigkeit und Zähigkeit von Materialien, die Reduzierung des Energieverbrauchs in der Produktion und die Verbesserung der Recyclingfähigkeit von Materialien.

V. Zukunftsausblick

(I) Leistungssteigerung

Wissenschaftler arbeiten intensiv daran, die Festigkeit und Zähigkeit von Glasfaserverbundwerkstoffen weiter zu verbessern, damit diese auch unter raueren Bedingungen ihre Leistungsfähigkeit behalten. Gleichzeitig sind Kostensenkung und Energieverbrauchsreduzierung wichtige Ziele. So ist es beispielsweise der China Jushi Co., Ltd. gelungen, die Festigkeit von Glasfaserverbundwerkstoffen zu steigern und den Energieverbrauch während der Produktion durch Kaltreparatur und technologische Verbesserungen um rund 37 % zu senken.

(II) Innovation in Herstellungsprozessen

Mit dem rasanten technologischen Fortschritt sind Innovation und Verbesserung der Herstellungsprozesse in vollem Gange. Der Einsatz moderner automatisierter Produktionsanlagen und intelligenter Steuerungstechnologien verleiht den Produktionsprozessen ein „intelligentes Gehirn“, das eine präzise Steuerung und Optimierung ermöglicht. So hat beispielsweise Shenzhen Han's Robot Co., Ltd. intelligente Roboter speziell für die Umformung von Verbundwerkstoffen entwickelt. Mithilfe voreingestellter Programme und Algorithmen können diese Roboter den Umformungsprozess von Verbundwerkstoffen, einschließlich wichtiger Parameter wie Temperatur, Druck und Zeit, präzise steuern und so Konsistenz und Stabilität bei jedem Umformungsvorgang gewährleisten. Gleichzeitig können die Roboter das Be- und Entladen, die Handhabung und die Montage automatisieren und so die Produktionseffizienz um etwa 30 % steigern.

(III) Markterweiterung

Mit der weiteren Entwicklung der Wirtschaft im Tiefflugbereich wird die Marktnachfrage nach Glasfaserverbundwerkstoffen weiter steigen. Es wird erwartet, dass Glasfaserverbundwerkstoffe künftig in weiteren Bereichen Anwendung finden werden, beispielsweise in der allgemeinen Luftfahrt und der städtischen Luftmobilität, wodurch ihre Marktreichweite weiter ausgebaut wird.

VI. Fazit

Glasfaserverbundwerkstoffespielen mit ihrer überlegenen Leistung und ihren Kostenvorteilen eine entscheidende Rolle in der Wirtschaft in niedrigen Höhenlagen und verändern deren Industrielandschaft. Trotz einiger Herausforderungen sind die Entwicklungsaussichten für Glasfaserverbundwerkstoffe in der Wirtschaft in niedrigen Höhenlagen dank kontinuierlicher technologischer Fortschritte und Marktreife enorm. Durch nachhaltige Leistungsverbesserungen, Innovationen bei den Herstellungsprozessen und Marktexpansion dürften Glasfaserverbundwerkstoffe in Zukunft ein Billionen-Dollar-Industriepotenzial erschließen und so einen größeren Beitrag zur Entwicklung der Wirtschaft in niedrigen Höhenlagen leisten.