碳纤维管应用于无人机领域
碳纤维管质量轻、强度高,在设计和装配的时候能适用于无人机不同的机体部位,如机臂、机翼骨架,相对于铝合金材质可增加30%的减重效果,可以提高飞机的续航能力并且提高载荷能力。碳纤维材料本身的抗拉强度高,吸能抗震、耐腐蚀能力好等优点也使得无人机的使用寿命延长。我们通过对自身客户的研究发现,大部分消费级航拍无人机以及农用植保无人机均采用碳纤维管作为主体结构,不仅可以减轻无人机的自重,增加续航能力,同时也增加了无人机的使用寿命。
”轻质化、长寿命、舸靠能、高隐身、高突防、低成本”是新一代飞行器的发展目标,而碳纤维复合材料,凭借着自身轻质、高强、
可设计、、耐高温等优点,逐渐使用于飞行器上,成为先进的飞行器结构的基本材料。
纵观国内外，飞行器结构使用碳纤维复合材料大致可分为三个阶段:第-阶段,用于受力较小或非承力件,如舱门、口盖、整流罩以及襟副冀、方向舵等;第二阶段,用于垂尾、平尾等尾翼-级的次承力部件;第三阶段,用于机冀、机身等主承力结构。碳纤维复合材料的密度为1.7g/cm^3 ,强度1500MPa ,而传统的飞行器制造材料钢、铝,它们的密度分别为2.7g/cm^3、7.85g/cm^3 ,强度分别为600MPa、265MPa.
碳纤维复合材料使用于飞行器结构上已经历了半个世纪,并取得了巨大的成功,获得了宝贵的经验。但是从发展角度看，想要扩 大使用,还需解决-些列问题:
1、减重效率有待进一步提高。造成这个问题主要有三方面原因:设计合理性、材料稳定协调性以及检侧可靠性。
2、降低成本势在必行。飞行器碳纤维复合材料结构成本主要来源于制造工艺、验证分析试验和增强纤维材料等三大方面。
3、加快造自动化程度与材料化需深化研究。尽管自动铺放技术近几年发展迅速,但是对飞行器碳纤维复合材料结构制造工艺,无论是单个构件制造过程还是不同类的结构件,其自动化普适性均有待根本改进,以进一步提高生产效率与质量。
快递无人机在具体的实际应用中还存在着许多问题，比如安全问题，在无人机设计方面这就是个难题，洛桑联邦理工学院推出了一款新型无人机，一次飞行距离可达2千米，专门用来投送不超过500克的包裹。这款无人机能自动避让障碍物，能飞到不平整甚至陡峭的目的地。它是它自带保护笼，保护笼由碳纤维材料构成，在飞行过程中整个无人机和包裹都处于保护笼中，如果途中遇到任何意外，保护笼都可以起到很好的防护作用；它还能保护收件人不被旋转中的螺旋桨伤到，因为整个螺旋桨结构都处于保护笼内部，而内置的电路会确保只有螺旋桨停止转动后，保护笼才会收起。保护笼的结构参考折纸概念设计，可以一步折叠、快速收起。收起后的无人机体积将缩小92%，可以轻易放入普通背包中。
上述的无人机虽然在安全上有所保障，但是荷载过小，远远不能满足绝大多数的快递运送需求。可运送10公斤以内货物，飞行高度达到300米—500米之间是国内快递对无人机的基本要求。
除了安全问题和荷载能力，还有一个续航能力的问题。目前用于物流的无人机分为油、电两种，使用较多的还是电力无人机。首先，电力无人机价格相对较便宜，售价在几千至上万元不等。燃油的无人机价格则在几万甚至十几万元之间。同时，燃油无人机体型较大、不太灵活，在物流领域中较少使用。从目前正在推广应用的电力无人机来看，平均充电一次后，10分钟可以飞行10公里左右。也就是说，考虑到回程，电力无人机的运送范围在5公里以内。如果作为使用高频率的快递无人机，这种续航能力是远远不够的，不能只送2-3个包裹后，就要充电才能继续使用。
探索无人机复杂环境下的碳纤维材料的特点
在无人机刚出世的时候主要运用在军事上.随着现代化的科技在无人机上的集成,现代无人机在军事方面主要用于参与战斗和侦察对方情况.由于无人机的便利性和灵活性,导致其发展很快.现在有些无人机除了运用在军事之外还涉及民用,比如现代所流行的送快递业务、航拍、区域巡逻和气候监测等.无人机是未来飞行器发展的一个重要阶段,而减重问题是飞行器有史以来所探讨的问题,当然无人机作为飞行器的一种,减重能使其在飞行过程中的阻力更小,反应更加敏捷.因此人们在其研制过程中使用碳纤维复合材料能使其重力有效降低百分之五,使其在复杂环境下均有正常飞行的能力,作为无人机发展的历程来说无疑是一个重大突破.
以上信息由专业从事碳纤维支架生产公司的星河运动于2024/4/26 10:29:55发布
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