Niestandardowe części UAV z włókna węglowego odnosi się do różnych części UAV wykonanych z materiałów kompozytowych z włókna węglowego, w tym podwozia, skrzydeł, wirników, rozpórek ogonowych itp. Części UAV z włókna węglowego są szeroko stosowane w podwoziu, skrzydłach i wirnikach, rozpórkach ogonowych itp.

Części UAV z włókna węglowego

UAV odnoszą się do bezzałogowych statków powietrznych, które wykorzystują aerodynamikę jako źródło siły nośnej. Pierwotnie opracowane do zastosowań wojskowych, zostały później rozszerzone na zastosowania komercyjne, logistyczne, rozrywkowe i rolnicze. W zależności od zastosowania, UAV można podzielić na cywilne i wojskowe. Wśród nich cywilne UAV można podzielić na przemysłowe UAV i konsumenckie UAV. UAV konsumenckie są zwykle używane do codziennych celów, takich jak rozrywka i fotografia lotnicza, podczas gdy przemysłowe UAV są szeroko stosowane w rolnictwie, logistyce, geodezji i mapowaniu itp. Wojskowe bezzałogowe statki powietrzne są wykorzystywane głównie do rozpoznania, nadzoru i misji bojowych.

Istnieje wiele rodzajów części UAV, w tym m.in. silniki, elektroniczna kontrola prędkości, czujniki, kamery, anteny, główne układy sterujące, baterie, radary, żyroskopy, kamery, silniki, regulatory elektryczne, odbiorniki zdalnego sterowania itp. Produkcja tych części obejmuje precyzyjną obróbkę skrawaniem, naukę o materiałach, elektroniczną technologię informacyjną i inne dziedziny, a także ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące poziomu technicznego i zdolności produkcyjnych.

Obecnie kraje na całym świecie wykorzystują duże ilości materiałów z włókna węglowego do produkcji i wytwarzania dronów. Wykorzystanie materiałów z włókna węglowego stanowi 60%-80% struktury dronów. W produkcji i wytwarzaniu dronów obejmuje to ramy kadłuba, poszycie, skrzydła i ogon, podwozie, wirniki i śmigła.

Lekki, wytrzymały i elektromagnetycznie ukryty dron - rewolucja w dronach

Gęstość tradycyjnych materiałów metalowych wynosi 7,8 g/cm³, gęstość tworzyw konstrukcyjnych wynosi 2,2 g/cm³, a gęstość materiałów z włókna węglowego wynosi 1,6 g/cm³, co może znacznie zmniejszyć zużycie energii przez drony, poprawić wytrzymałość i eskortę do długotrwałej pracy.

Wysoka wytrzymałość i dobra nośność

Materiały kompozytowe z włókna węglowego są lepsze niż konstrukcyjne tworzywa sztuczne pod względem lekkości i mają znacznie wyższą wytrzymałość niż konstrukcyjne tworzywa sztuczne. Wytrzymałość na rozciąganie włókna węglowego może osiągnąć 3600 MPa. Może to poprawić wydajność nośną, przenosić więcej instrumentów i sprzętu, a także poprawić ogólną stabilność strukturalną i zapewnić dobrą stabilność nawet po uderzeniu w przeszkodę.

Ukrycie elektromagnetyczne

Materiały kompozytowe z włókna węglowego mogą mieć specjalne właściwości elektromagnetyczne. Dodanie materiałów włóknistych i cząstek nieorganicznych o właściwościach pochłaniających i przenoszących fale do włókna węglowego lub natryskiwanie powłok stealth na jego powierzchnię może zmniejszyć radar, podczerwień, optoelektronikę i inne cechy obserwacyjne drona oraz poprawić przeżywalność i skuteczność bojową dronów wojskowych. Ponadto, optymalizując projekt struktury korpusu drona, wszczepiając w korpus różne struktury kompozytowe o specjalnym kształcie pochłaniające i przenoszące fale lub wygładzając powierzchnię korpusu i różnych połączeń, zmniejsza się wartość przekroju radaru i poprawia się ukrywanie elektromagnetyczne dronów wojskowych.

Odporność na korozję kwasową i alkaliczną, długa żywotność

Powszechnie stosowane materiały kompozytowe z włókna węglowego są wykonane z włókna węglowego i żywicy epoksydowej. W przeciwieństwie do materiałów metalowych, materiały kompozytowe z włókna węglowego nie reagują chemicznie z substancjami takimi jak kwasy, zasady i sole. W ekstremalnych warunkach, takich jak ekspozycja na słońce, zachmurzenie i deszcz, żywotność drona również ulegnie znacznej poprawie.

① Rama kadłuba

Wysoka wytrzymałość właściwa i sztywność właściwa materiałów kompozytowych z włókna węglowego może nie tylko zapewnić wytrzymałość strukturalną kadłuba, ale także znacznie zmniejszyć jego wagę, co ma kluczowe znaczenie dla poprawy wytrzymałości i osiągów dronów związanych z lotem. W połączeniu ze zintegrowaną technologią formowania, może to uprościć proces produkcji dronów, poprawić ogólną stabilność strukturalną i zwiększyć nośność.

Skóra

Poszycie drona nie tylko chroni wewnętrzne wyposażenie, ale także ma istotny wpływ na aerodynamikę drona. Skóra wykonana z materiałów kompozytowych z włókna węglowego ma gładką powierzchnię, dokładny kształt i dobrą symetrię, co może zmniejszyć opór powietrza i poprawić prędkość lotu i wydajność drona. Jednocześnie powłoka z włókna węglowego ma również dobrą odporność na zmęczenie i trwałość oraz może dostosować się do długotrwałych misji lotniczych.

Skrzydła

Skrzydła i ogon są kluczowymi elementami dronów do generowania siły nośnej i kontrolowania pozycji lotu, a wymagania dotyczące wydajności materiałów są bardzo wysokie. Wysoka wytrzymałość i lekkość materiałów kompozytowych z włókna węglowego może zapewnić wystarczającą siłę nośną i dobrą wydajność sterowania skrzydłami i ogonem. Ponadto anizotropowe właściwości włókna węglowego mogą spełnić wymagania mechaniczne skrzydeł i ogona w różnych kierunkach dzięki rozsądnemu projektowi warstw oraz poprawić stabilność lotu i zwrotność drona.

④ Podwozie

Podwozie jest kluczowym elementem drona podczas lądowania i musi wytrzymać ogromne obciążenia udarowe. Materiały kompozytowe z włókna węglowego nie tylko zmniejszają wagę dzięki rozsądnemu projektowi strukturalnemu, takiemu jak zastosowanie struktury warstwowej o strukturze plastra miodu, ale także poprawiają pochłanianie energii i zdolność pochłaniania wstrząsów, co może chronić bezpieczeństwo dronów podczas lądowania.

⑤ Wirniki i śmigła

W przypadku dronów wielowirnikowych kluczowe znaczenie mają wirniki i śmigła. Materiały kompozytowe z włókna węglowego mogą wytwarzać lekkie i wytrzymałe wirniki i śmigła poprzez optymalizację formuły materiału i procesu formowania, zmniejszając opór powietrza i poprawiając wydajność podnoszenia. Jednocześnie właściwości przeciwzmęczeniowe materiałów kompozytowych z włókna węglowego zapewniają stabilność i niezawodność dronów podczas długotrwałego lotu.

⑥ Skrzynka akumulatora i zbiornik paliwa

Materiały z włókna węglowego są również powszechnie wykorzystywane do produkcji komponentów, takich jak skrzynki baterii i zbiorniki paliwa. Ze względu na ich niewielką wagę, wysoką wytrzymałość i odporność na korozję, pomagają one zmniejszyć całkowitą wagę dronów i zapewniają stabilną pracę tych kluczowych komponentów w trudnych warunkach.

⑦ Złącza

Różne komponenty dronów stałopłatowych muszą być połączone za pomocą łączników. Materiały kompozytowe z włókna węglowego mają doskonałe właściwości łączące i mogą być trwale połączone z innymi komponentami za pomocą różnych metod łączenia (takich jak skręcanie, nitowanie itp.), aby zapewnić ogólną stabilność strukturalną drona.

Głównymi materiałami z włókna węglowego stosowanymi w produkcji dronów są tkaniny z włókna węglowego i prepregi. Tkaniny z włókna węglowego, jako podstawowy materiał na części konstrukcyjne dronów, znane są z wysokiej wytrzymałości, niskiej wagi, odporności na korozję i doskonałej stabilności termicznej. W procesie produkcji dronów tkaniny z włókna węglowego są często wykorzystywane do produkcji skrzydeł, ram kadłuba i innych kluczowych elementów nośnych. Materiał ten może nie tylko skutecznie zmniejszyć całkowitą wagę drona i poprawić wydajność lotu, ale także zachować stabilność strukturalną i trwałość w ekstremalnych warunkach. Dzięki precyzyjnym procesom cięcia i szycia, tkaniny z włókna węglowego mogą być przetwarzane na różne kształty i rozmiary, aby sprostać różnorodnym potrzebom projektowania dronów. Kolejnym ważnym materiałem kompozytowym w produkcji dronów jest prepreg z włókna węglowego. Prepreg uzyskuje się poprzez impregnację tkaniny z włókna węglowego określonym rodzajem matrycy żywicznej w ściśle kontrolowanych warunkach. Po utwardzeniu materiał ten może tworzyć część konstrukcyjną o wysokiej wytrzymałości, wysokim module sprężystości i dobrej odporności na zmęczenie. W procesie produkcji dronów prepreg z włókna węglowego jest często wykorzystywany do tworzenia złożonych części konstrukcyjnych, takich jak podwozie, wsporniki silnika i komory baterii. Dzięki procesom takim jak formowanie tłoczne i utwardzanie w autoklawie, prepreg z włókna węglowego może być precyzyjnie przetwarzany do wymaganego kształtu, zapewniając mocne i lekkie wsparcie strukturalne dla dronów

Wykorzystując inteligentną technologię przetwarzania pięcioosiowego centrum obróbczego, technologia ta może zapewnić precyzyjny rozmiar każdego komponentu oraz dokładność i wydajność montażu drona. Zwiększa plastyczność i poprawia wydajność i jest coraz częściej stosowana w dziedzinie lotów na niskich wysokościach.