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。
自动铺丝技术是在纤维缠绕和自动铺带技术的基础上发展起来的一种先进复合材料成型技术,对降低碳纤维复合材料构件制造成本,提高生产效率和构件性能方面具有极大的作用。
与一般的碳纤维复合材料成型技术相比,自动铺丝技术可以实现每一根丝束的独立夹紧、切断和重送,甚至是每个丝束都能有各自的铺放速度,并根据构件形状自动切纱以适应边界,减小废料率,并通过局部加厚、加筋、开口铺层补强等方式满足多种设计要求,适应大曲率复杂构件的自动化成型,特别适合带窗口的机身段、机翼大梁及带凹凸面的翼面铺放。
但是国内在该方面的技术起步很晚,南京航空航天大学在“九五”期间才开始调研该项目,后来,哈尔滨工业大学、武汉理工大学、北京航空制造工程研究所等才陆续着手该技术的相关研究。
而国外在该技术方面起步较早,美国在上世纪70年代就开始了自动铺丝技术的研究,经过几十年的发展,该技术在美国和欧洲的航空工业中得到了成熟和广泛的应用,例如波音B787“梦想”飞机在机身、机翼、垂尾、平尾、地板梁、后承压框等部位中大量使用了碳纤维复合材料,其中机身高达23%部分的碳纤维复合材料就是采用自动铺料技术完成的。
目前国内的、复杂曲面的碳纤维复合材料构件基本上仍以手工铺叠为主,自动铺丝技术只在大飞机项目中的部位如碳纤维复合材料翼梁中得到使用,至于自动铺放设备的研制和实际应用基本上还还处于刚起步的阶段,这种状况极大地制约了碳纤维复合材料结构件在航空领域的大规模应用。
以上信息由专业从事碳纤维遥控模型定制的星河运动于2025/2/13 14:38:57发布
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