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無人機使用碳纖維復合材料的4大優點

時間:2020-5-20 16:19:55編輯:小吳來源:互聯網欄目:硬件技術點擊數(0)已有0人評論 加入收藏

  碳纖維復合材料以其特有的性能,廣泛運用在國防航空領域。碳纖維質輕、強度大、剛度大、耐熱耐腐蝕,因此在無人機風靡的時候,科技研發人員也在考慮把碳纖維復合材料運用到無人機的外殼當中??梢愿玫販p輕質量。

  由于無人機在結構設計中不需要考慮人的生理承受能力限制,能更專注的針對無人機的機動性能進行設計,使其在材料選用上具有—些有別于載人飛機的新特點。再加上無人機往往被用來執行空中偵察、監視、通信、反潛、電子干擾等特殊任務,也使得碳纖維復合材料在多個方面都體現出了其應用優勢。

  1、可整體—體化成型

  無人機往往具有高度翼身融合的飛翼式總體氣動外形,需要在結構上采用大面積整體—體化成型技術。而碳纖維復合材料在模擬和仿真計算后,不僅可以通過模壓成型、熱壓罐外固化成型等工藝進行大面積—體化整體成型,可以引入自動化流水線生產工藝,提高效率,大大降低生產制造成本,非常適合大規模制造無人機的機身結構。

  和傳統金屬材料相比,復合材料具有比強度和比剛度高、熱膨脹系數小、抗疲勞能力和抗振能力強的特點,以某無人機廠商量身定制的碳纖維無人機部件為例,根據廠商反饋,使用了碳纖維材料的無人機相較傳統材質無人機,整體重量減輕了約25%-30%。

  2、比強度和比剛度大

  相比于其他復合材料,在滿足無人機機體相同強度和剛度的前提下,碳纖維復合材料高比強度和高比剛度的特性能夠大大減輕無人機的機身質量,降低無人機的載荷成本,對無人機結構的輕質化、小型化和高性能化意義重大,以確保無人機擁有更長的飛行距離和飛行時間。

  無人機復合材料結構設計中常使用到的是復合材料的輕質、高比強度比模量等特性。主要通過增強材料(碳纖維、玻璃纖維等)良好的力學性能和基本材料(樹脂)的粘結作用兩者有機的結合而成。

  3、耐腐蝕和耐熱性好

  碳纖維復合材料還具有優異的耐腐蝕和耐熱性能,能夠耐受自然界中的水和多種介質的腐蝕以及熱膨脹的影響,可滿足無人機各種環境條件下長儲存壽命的特殊要求,降低使用維護的壽命周期成本。

  復合材料本身具有可設計性,在不改變結構重量的情況下,可根據飛機的強度剛度要求進行優化設計;在設計制造技術上滿足了大多數無人機在高度翼身融合結構所需的大面積整體成型這一特點。

  4、可植入芯片或合金導體

  碳纖維復合材料還可以植入芯片和合金導體,形成具有高科技的結構整體,可在惡劣環境下長期使用,且不會破壞植入的設備性能,能夠可靠執行特殊任務。

  隨著消費級無人機市場的崛起,以及碳纖維復合材料技術的進步,未來碳纖維在無人機領域的應用不可估量。

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關鍵字:無人機材料 碳纖維
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