早期无人机的制作材料多为铝合金,还有一小部分钛合金、 钢材,属材料的强度高,但是质 量偏重, 并且比强度和比刚度较低,导致无人机
的有效载荷系数小,而碳纤维材料正好能够弥补这些缺点,其比强度和比刚度在现有结构材料中十分突出,能够增加无人机的有效载荷系数,提高.
安全性。在满足使用强度的同时,碳纤维还是一种的减重材料,其密度仅有1.7g/cm3 ,是铝合金的60% ,能够有效实现结构的轻量化,并且,碳纤维检具纺织纤维的柔软性,可塑性强,能够通过结构的优化,实现一体成型吗,减少了不必要的零配件,在-定程度上也减轻的重量。
大多数金属材料的耐疲劳极限是其抗拉强度的30%- 50% ,而碳纤维复合材料的耐疲劳极限能够达到抗拉强度的70%-80% ,并且碳纤维复合材料本身的抗拉强度就要比多数金属材料。综合而言,碳纤维复合材料所具备的一系列优点,已经成为制作无人机外壳的。
无人机的发展和应用已经成为全球性的热点,自问世以来,减轻重量就成为了无人机科研工作同专注的焦点,在保证刚度的情况下,将整机的重量减下来,就能够减少能源消耗,提升续航里程。碳纤维复合材料因其优异的综合性能而被应用到无人机上。
我们先来举一个具体的事例,国诺斯罗普、格罗门公司为美国研制的'全球鹰”高空长航时侦察机,除机身主结构采用铝合金外,它
构件采用先进的复合材料，占结构总量的65% ,而应用碳纤维复合材料的原因就是减重。一般应用于无人机结构中能够减重 25%- 30%。相比于其它复合材料在满足无人机所需强度与刚度的前提下,碳纤维复合材料拥有更高的比强度和比刚度也能够大大减轻无人机的机身重量,对于无人机的轻量化具有重大的意义。无人机采用大面积一体成型工艺主要是配合高度翼身融合的飞翼式总体气动外形，碳纤维复合材料具有纺织的纤维的柔软性，可塑性好,能够采用模压工艺进行一体化整体成型。 碳纤维是一种非金属材料,具有优异的耐腐蚀能力和耐热性能,于自然界中介质腐蚀呈惰性,可满足无人机各种环境条件下长期储存寿命的要求,
近些年来，航空业界热门的话题莫过于美国波音飞机公司的B-787型商用飞机，波音公司把这款飞机命名为“梦想”，其背后包含两层意思，其一是要挽回B-767与空客A-330竞争中的失利，随着世界民航市场份额不断流向空客，波音公司寄希望推出一款新的机型来实现重振昔日雄风的梦想；其二是该机性地采用了许多设计新概念和新技术，其中引人注目的是飞机结构采用了50%的碳纤维复合材料制造，这是的。应用碳纤维复合材料后，不但能够比它的上一代机型降低20%的油耗，而且具有更舒适的客舱环境。
之所以使用碳纤维复合材料，是因为它相对于已经使用长达半个世界的铝合金材料更具有轻质高强的优点，用碳纤维复合材料制造飞机结构，同铝合金相比，减重效果可达20%–40%，在节能减排上体现出巨大的经济效益和社会效益。要知道，飞机结构每减重11b，产生的燃油节能效益，都要用“百万美元”来计算。
也正是因为用了碳纤维复合材料，使制造工艺在有改进，B-787在总装时不再像以前那么复杂，比如B-787采用了复合材料整体机身，就代替了原来需要的1500张铝板和几万个紧固件。尽管碳纤维复合材料目前要比铝合金贵得多，但这一不足已经通过改进制造工艺和降低制造成本而得到了弥补。
些外，B-787飞机许多设计上的新概念，比如客舱更宽敞、更舒适，窗口开得更大，视野更好，起飞降落噪声更低，采用智能监控，飞行更安全等，前提都是因为使用了碳纤维复合材料。
半个世纪以来，随着复合材料的优点被越来越多的人认识和接受，以及使用经验的不断积累，预言，今后20–30年碳纤维复合材料将迎来发展新时期，它的大规模采用将带来航空制造产业链革命的变革。
以上信息由专业从事碳纤维制品定做的星河运动于2024/4/30 10:07:51发布
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