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碳纤维无人机的三个应用“误区”

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-07-21  来源:新材料日报  浏览次数:196
核心提示:误区一:应用碳纤维复合材料主要是为了减重减重问题一直是无人机的关注重点,因为无人机体积小、重量轻、运输方便、可垂直起降、
 误区一:应用碳纤维复合材料主要是为了“减重”
 
    减重问题一直是无人机的关注重点,因为无人机体积小、重量轻、运输方便、可垂直起降、飞行操控灵活、适应性强、效率高,对于这种微小型机来说,重量减轻对各方面的性能影响尤为明显。减重不仅能使其在飞行过程中减小阻力,增加动作敏捷度,还能有效延长续航时间,提升工作效率。但是,“减重”绝不是无人机应用碳纤维复合材料的唯一目的。
    碳纤维复合材料除了重量轻之外,还具有强度大、抗蠕变、耐腐蚀、耐疲劳、抗振性强等多方面的性能优势。例如,无锡智上新材料在为一款长航时无人机提供碳纤维无人机机翼的定制服务时,据应用方要求,该机翼必须同时满足大展弦比、低结构重量、全轻质结构和超高强度等多方面要求。高模量碳纤维复合材料的超高结构刚度和抗变形能力在这款机翼上得到了充分体现。无锡智上新材为另一款中型无人机制作的碳纤维起落架,不仅重量轻,其机械性能也远优于一般的金属材料,在无人机起飞或降落时发挥出良好的缓冲作用,提升了机体的稳定性和安全性。
 
误区二:碳纤维复合材料的应用效果一定会很好
 
    尽管优势很多,但是碳纤维复合材料决不是“万金油”,其实际应用效果是和多方面因素相关的。碳纤维复合材料能否在无人机中发挥出应有的价值,无锡智上新材认为,一是要看设计师的设计是否合理,二是要看碳纤维无人机零部件的制作工艺是否最优化。其建议,在保证无人机部件性能可靠、尺寸稳定的前提下,要尽可能地选择整体固化的成型工艺,要尽量简化成型工装。以其一款碳纤维无人机壳体为例,因采用整体固化工艺不仅大幅度减轻了机体重量,避免长时间飞行造成标准件松动等问题,还能提高无人机的强度和桨叶的水平度。
在大量的一线工作中,无锡智上新材的制作人员发现,采用模压成型的零部件,树脂与碳纤维的均匀性、流动性较好,不容易出现树脂的淤积、脱粘、裂纹、气泡等缺陷,零部件的抗振动、抗冲击和耐温差剧变性能好。与真空袋、热压罐等工艺相比,在制作无人机零部件时,模压工艺质量更加稳定,力学性能表现更佳。
 
误区三:碳纤维材料用的越多越好
 
    随着碳纤维的性能优势深入人心,很多无人机设计师尝试将其用在不同的部件中,恨不得用其替代所有的金属材料。碳纤维材料虽好,但是在无人机的实际应用中却不是用得越多越好。
 
    无论是军用无人机还是工业类无人机,又或者是普通消费级无人机,无人机的终极价值体现在通过无人驾驶技术帮助人们去一些人力无法达到或者极为险恶的环境中进行人工替代性工作,在此过程中,无人机的损耗无可避免。如果造价过高,势必会影响其在市场中的竞争力。无锡智上新材强调,合理利用碳纤维材料,将其应用在最为关键的部件上,才能充分体现出其应用价值。
    例如,有人尝试将碳纤维复合材料用于无人机油箱、植保无人机药箱,通过更轻的箱体解决现有油箱的厚重、环境适应性差等应用受限问题,提升无人机的机载能力。但是与此同时也大幅度提升了无人机的成本价格,很大程度上限制了用户数量的增加。相反,如果将碳纤维复合材料应用于电动机座等部位,不仅能减重,还能减振,从而为无人机提供更稳定的飞行品质。因此,在无人机中应用碳纤维复合材料,最终目标应是通过不多的成本投入为无人机性能带来更多的优化和提升。
 
 
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