碳纖維復合材料在無人機上的應用

  無(wu)人機(ji)的發(fa)展和(he)應用(yong)(yong)已經成為全球性的熱(re)點,可靠、高性能(neng)、輕(qing)量化、可持續的無(wu)人機(ji)用(yong)(yong)材(cai)料(liao)是無(wu)人機(ji)產業(ye)持續健(jian)康(kang)發(fa)展的基礎。碳纖(xian)維復合材(cai)料(liao)因其優異的綜合性能(neng)而被應用(yong)(yong)于(yu)無(wu)人機(ji)上(shang)。

  早期的(de)軍(jun)事(shi)無(wu)(wu)(wu)人飛(fei)(fei)機作(zuo)(zuo)為訓練(lian)的(de)靶機。現代的(de)無(wu)(wu)(wu)人飛(fei)(fei)機主要用(yong)于(yu)作(zuo)(zuo)戰和偵察。一(yi)旦被擊落,只是機毀,沒有人亡。因此,無(wu)(wu)(wu)人飛(fei)(fei)機發展(zhan)很快,預計到(dao)2020年可(ke)(ke)能發展(zhan)到(dao)30萬架。無(wu)(wu)(wu)人飛(fei)(fei)機除用(yong)于(yu)軍(jun)事(shi)目的(de)外(wai),還可(ke)(ke)用(yong)于(yu)民用(yong)領(ling)域,如通訊(xun)中斷、災情(qing)巡邏、環境監控、空(kong)中攝影、森(sen)林防火和氣象觀察等(deng).因此,無(wu)(wu)(wu)人飛(fei)(fei)機將是今后飛(fei)(fei)行器發展(zhan)的(de)方向之(zhi)一(yi)。

  減重(zhong)是設計任何飛(fei)機(ji)(ji)結(jie)構的(de)永恒主題,無人飛(fei)機(ji)(ji)也不例外。美(mei)國(guo)(guo)諾(nuo)斯(si)羅普?格羅門(men)公(gong)司為美(mei)國(guo)(guo)空軍研制的(de)“全球鷹(ying)”高空長航時偵察機(ji)(ji),除機(ji)(ji)身(shen)主結(jie)構采用(yong)鋁合(he)金(jin)外,其他構件采用(yong)最先進(jin)的(de)復合(he)材(cai)料,復合(he)材(cai)料占(zhan)結(jie)構總量的(de)65%。

  和(he)傳統(tong)的金屬(shu)材(cai)料(liao)相比,碳纖維復(fu)合(he)材(cai)料(liao)具有比強度和(he)比模量高(gao)、熱(re)膨脹系(xi)數(shu)小、抗疲勞(lao)能(neng)力(li)和(he)減震能(neng)力(li)強、可設(she)計性(xing)(xing)好、吸波隱(yin)蔽性(xing)(xing)好等特(te)性(xing)(xing),應用于無人機(ji)上可大大改善和(he)提高(gao)無人機(ji)的綜(zong)合(he)性(xing)(xing)能(neng)。

  美(mei)國研制(zhi)的(de)蒂爾Ⅲ型超高空長(chang)航時的(de)無人飛機,除(chu)主梁外,其他幾(ji)乎全部采用了碳纖(xian)維復合材料(liao)制(zhi)造,大大提高了飛行能力。

  碳纖維是一種含碳量在95%以(yi)上的高性(xing)能(neng)富碳材料,其(qi)具有:低比重(鋼材的1/4)、高強度(du)(鋼材的7倍)、電導(dao)率高、耐磨(mo)性(xing)好、高溫環境惰性(xing)好等特點,被稱為(wei)“材料之王”。

  聚賽龍(long)的(de)碳纖維復(fu)合材料(liao)(liao)主要(yao)是碳纖維增(zeng)強(qiang)PC、PA等(deng)材料(liao)(liao),用于制(zhi)作機翼(yi)、起(qi)落架、機身等(deng)能顯著提高材料(liao)(liao)強(qiang)度,降低(di)整機重量。