《電子技術(shù)應(yīng)用》
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碳纖維復(fù)合材料在無人機(jī)上的應(yīng)用大幅度增加

2021-06-03
來源:電子發(fā)燒友

  無人機(jī)減重一直是世界各國無人機(jī)科技工作者共同關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一。只有將機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低,才能節(jié)省出更多的質(zhì)量空間,從而達(dá)到增加燃油和有效載荷、延長飛行距離、增加續(xù)航時間的目的。碳纖維復(fù)合材料質(zhì)輕高強(qiáng)、抗疲性和抗酸堿鹽腐蝕性能好,應(yīng)用于無人機(jī)上可以大大改善和提高無人機(jī)的綜合性能。

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  目前,在全世界范圍內(nèi)碳纖維復(fù)合材料在無人機(jī)上的應(yīng)用大幅度增加,占結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的60%-80%,機(jī)身減重25%以上,零部件減少60%左右。碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用對無人機(jī)結(jié)構(gòu)的輕量化、小型化起到至關(guān)重要的作用。由于無人機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不需要考慮載人,所以可以專注于在提高無人機(jī)性能上的設(shè)計,無人機(jī)往往被應(yīng)用于執(zhí)行偵察、監(jiān)視、勘測、通信、電子干擾等特殊任務(wù),碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用可以更好的提高無人機(jī)在這些方面的性能。

  除了要求輕量化,無人機(jī)使用還要求它具有很高的比強(qiáng)度和比剛度,碳纖維復(fù)合材料高比強(qiáng)度和比剛度可以在減輕重量的同時大大減少無人機(jī)的自重,降低無人機(jī)的載荷成本。無人機(jī)往往需要具有高度翼身融合的飛翼式總體氣動外形,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上需要采用大面積的一體成型技術(shù)。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過模擬與仿真計算后,不僅可以通過模壓成型、熱壓罐固化成型或者RTM樹枝傳遞模塑成型等工藝進(jìn)行一體化整體成型,而且還可以引入自動化流水線生產(chǎn)工藝,提高效率,能大大降低無人機(jī)的生產(chǎn)成本,適合無人機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制造。

  碳纖維復(fù)合材料具有良好的耐腐蝕性和耐熱性能,及時面對酸堿鹽的腐蝕和溫差變化較大的情況也毫不懼色,可以滿足無人機(jī)在各種環(huán)境下的飛行要求,降低使用維護(hù)的成本,延長使用壽命。碳纖維復(fù)合材料還能植入芯片或者合金導(dǎo)體,形成具有智能的結(jié)構(gòu)整體,可以在任何作業(yè)情況下長期使用,并且不會破壞植入的設(shè)備性能,執(zhí)行特殊任務(wù)更可靠。

  碳纖維自身優(yōu)良特性和良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計性,為無人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展提供了新的解決思路,也是目前最好的解決方案之一,因此碳纖維復(fù)合材料在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用前景必將十分廣闊,同時這也將從根本上對無人機(jī)的生產(chǎn)制造和結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生巨大沖擊。


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