Parti UAV in fibra di carbonio personalizzate si riferiscono a varie parti degli UAV realizzate in materiali compositi in fibra di carbonio, tra cui il telaio, le ali, i rotori, i montanti di coda, ecc. Le parti degli UAV in fibra di carbonio sono ampiamente utilizzate nel telaio, nelle ali e nei rotori, nei puntoni di coda, ecc.

Parti di UAV in fibra di carbonio

Gli UAV si riferiscono a veicoli aerei senza equipaggio che utilizzano l'aerodinamica come fonte di portanza, denominati UAV. Originariamente sviluppati per applicazioni militari, sono stati successivamente estesi alle applicazioni commerciali, logistiche, di intrattenimento e agricole. In base al loro utilizzo, gli UAV possono essere suddivisi in UAV civili e UAV militari. Tra questi, gli UAV civili possono essere suddivisi in UAV industriali e UAV consumer. Gli UAV consumer sono solitamente utilizzati per scopi quotidiani come l'intrattenimento e la fotografia aerea, mentre gli UAV industriali sono ampiamente utilizzati in agricoltura, logistica, rilevamento e mappatura, ecc. Gli UAV militari sono utilizzati principalmente per missioni di ricognizione, sorveglianza e combattimento.

Esistono molti tipi di parti di UAV, tra cui, ma non solo, motori, controllo elettronico della velocità, sensori, telecamere, antenne, chip di controllo principale, batterie, radar, giroscopi, telecamere, motori, regolatori elettrici, ricevitori di controllo remoto, ecc. La produzione di queste parti coinvolge la lavorazione di precisione, la scienza dei materiali, la tecnologia dell'informazione elettronica e altri campi, e presenta requisiti estremamente elevati per quanto riguarda il livello tecnico e la capacità di produzione.

Attualmente, i Paesi di tutto il mondo utilizzano una grande quantità di materiali in fibra di carbonio nella produzione e nella fabbricazione dei droni. L'uso di materiali in fibra di carbonio rappresenta 60%-80% della struttura dei droni. Nella produzione e nella fabbricazione dei droni, si tratta di telai di fusoliera, pelli, ali e ali di coda, carrelli di atterraggio, rotori ed eliche.

Rivoluzione dei droni leggeri, ad alta resistenza e a occultamento elettromagnetico

La densità dei materiali metallici tradizionali in acciaio è di 7,8 g/cm³, la densità dei materiali plastici ingegneristici è di 2,2 g/cm³ e la densità dei materiali in fibra di carbonio è di 1,6 g/cm³, in grado di ridurre il consumo di energia dei droni, migliorare la resistenza e accompagnare il lavoro a lungo termine.

Elevata resistenza e buone prestazioni di carico

I materiali compositi in fibra di carbonio sono migliori dei tecnopolimeri per quanto riguarda le prestazioni di leggerezza e sono molto più resistenti dei tecnopolimeri. La resistenza alla trazione della fibra di carbonio può raggiungere i 3600MPa. Può migliorare le prestazioni di carico, trasportare un maggior numero di strumenti e attrezzature, migliorare la stabilità strutturale complessiva e garantire una buona stabilità anche in caso di urto con un ostacolo.

Occultamento elettromagnetico

I materiali compositi in fibra di carbonio possono avere speciali proprietà elettromagnetiche. Aggiungendo alla fibra di carbonio materiali fibrosi e particelle inorganiche con proprietà di assorbimento e trasmissione delle onde, o spruzzando rivestimenti stealth sulla sua superficie, è possibile ridurre le caratteristiche di osservazione radar, infrarosse, optoelettroniche e di altro tipo del drone, e migliorare la sopravvivenza e l'efficacia di combattimento dei droni militari. Inoltre, ottimizzando il design della struttura del corpo del drone, impiantando nel corpo varie strutture composite di forma speciale che assorbono e trasmettono le onde, o levigando la superficie del corpo e delle varie articolazioni, si riduce il valore della sezione trasversale radar e si migliora l'occultamento elettromagnetico dei droni militari.

Resistenza alla corrosione da acidi e alcali, lunga durata di servizio

I materiali compositi in fibra di carbonio comunemente utilizzati sono costituiti da fibra di carbonio e resina epossidica. A differenza dei materiali metallici, i materiali compositi in fibra di carbonio non reagiscono chimicamente con sostanze come acidi, alcali e sali. In ambienti estremi, come l'esposizione al sole, alle nuvole e alla pioggia, la durata del drone sarà notevolmente migliorata.

① Telaio della fusoliera

Le elevate caratteristiche di resistenza specifica e rigidità specifica dei materiali compositi in fibra di carbonio possono non solo garantire la resistenza strutturale della fusoliera, ma anche ridurne notevolmente il peso, il che è fondamentale per migliorare la resistenza e le prestazioni di volo dei droni. Se combinato con la tecnologia di stampaggio integrata, può semplificare il processo di produzione dei droni, migliorare la stabilità strutturale complessiva e aumentare la capacità di carico.

② Pelle

La pelle del drone non solo protegge le apparecchiature interne, ma ha anche un impatto importante sulle prestazioni aerodinamiche del drone. La pelle realizzata con materiali compositi in fibra di carbonio ha una superficie liscia, una forma accurata e una buona simmetria, in grado di ridurre la resistenza dell'aria e di migliorare la velocità e l'efficienza di volo del drone. Allo stesso tempo, la pelle in fibra di carbonio ha anche una buona resistenza alla fatica e una buona durata, e può adattarsi a missioni di volo a lungo termine.

Ali

Le ali e la coda sono componenti fondamentali per i droni per generare portanza e controllare l'assetto di volo, e i requisiti di prestazione dei materiali sono molto elevati. Le caratteristiche di elevata resistenza e leggerezza dei materiali compositi in fibra di carbonio possono fornire una portanza sufficiente e buone prestazioni di controllo per le ali e la coda. Inoltre, le proprietà anisotrope della fibra di carbonio possono soddisfare i requisiti di prestazione meccanica delle ali e della coda in diverse direzioni attraverso una ragionevole progettazione degli strati, migliorando la stabilità di volo e la manovrabilità del drone.

④ Carrello di atterraggio

Il carrello di atterraggio è un componente chiave del drone in fase di atterraggio e deve sopportare enormi carichi d'impatto. I materiali compositi in fibra di carbonio non solo riducono il peso grazie a una progettazione strutturale ragionevole, come l'uso di una struttura a sandwich a nido d'ape, ma migliorano anche le capacità di assorbimento dell'energia e di assorbimento degli urti, in grado di proteggere la sicurezza dei droni durante l'atterraggio.

⑤ Rotori ed eliche

Per i droni multirotori, i rotori e le eliche sono fondamentali. I materiali compositi in fibra di carbonio possono produrre rotori ed eliche leggeri e resistenti ottimizzando la formula del materiale e il processo di stampaggio, riducendo la resistenza dell'aria e migliorando l'efficienza della portanza. Allo stesso tempo, le prestazioni anti-fatica dei materiali compositi in fibra di carbonio garantiscono anche la stabilità e l'affidabilità dei droni durante il volo a lungo termine.

⑥ Scatola della batteria e serbatoio del carburante

I materiali in fibra di carbonio sono comunemente utilizzati anche per realizzare componenti come le scatole delle batterie e i serbatoi del carburante. Grazie alla loro leggerezza, all'elevata forza e alla resistenza alla corrosione, contribuiscono a ridurre il peso complessivo dei droni e a garantire il funzionamento stabile di questi componenti chiave in ambienti difficili.

Connettori ⑦

I vari componenti dei droni ad ala fissa devono essere collegati tramite connettori. I materiali compositi in fibra di carbonio hanno eccellenti proprietà di connessione e possono essere collegati saldamente ad altri componenti attraverso vari metodi di connessione (come bullonatura, rivettatura, ecc.) per garantire la stabilità strutturale complessiva del drone.

I principali materiali in fibra di carbonio utilizzati nella produzione di droni sono i tessuti e i preimpregnati in fibra di carbonio. I tessuti in fibra di carbonio, come materiale di base per le parti strutturali dei droni, sono noti per la loro elevata resistenza, il peso ridotto, la resistenza alla corrosione e l'eccellente stabilità termica. Nel processo di produzione dei droni, i tessuti in fibra di carbonio sono spesso utilizzati per realizzare ali, telai della fusoliera e altri componenti portanti. Questo materiale può non solo ridurre efficacemente il peso complessivo del drone e migliorare l'efficienza di volo, ma anche mantenere la stabilità strutturale e la durata in ambienti estremi. Grazie a precisi processi di taglio e cucitura, i tessuti in fibra di carbonio possono essere lavorati in varie forme e dimensioni per soddisfare le diverse esigenze di progettazione dei droni. Il prepreg in fibra di carbonio è un altro importante materiale composito nella produzione di droni. Il prepreg si ottiene impregnando il tessuto in fibra di carbonio con un tipo specifico di matrice di resina in condizioni rigorosamente controllate. Dopo la polimerizzazione, questo materiale può formare una parte strutturale con elevata resistenza, alto modulo e buona resistenza alla fatica. Nel processo di produzione dei droni, il preimpregnato in fibra di carbonio viene spesso utilizzato per realizzare parti strutturali complesse, come il carrello di atterraggio, le staffe del motore e i vani batteria. Attraverso processi come lo stampaggio a compressione e la polimerizzazione in autoclave, il prepreg in fibra di carbonio può essere lavorato con precisione nella forma richiesta, fornendo un supporto strutturale forte e leggero per i droni.

Utilizzando la tecnologia di lavorazione intelligente del centro di lavoro a cinque assi, questa tecnologia può garantire la dimensione precisa di ogni componente e assicurare l'accuratezza e le prestazioni dell'assemblaggio del drone. Aumenta la plasticità e migliora le prestazioni, ed è sempre più utilizzata nel campo del volo a bassa quota.