孟子《魚我所欲也》里說(shuō)道:魚與熊掌不可兼得!
對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō),就成為機(jī)身重量與飛行高度不可兼得。
一般而言,無(wú)人機(jī)就是在保證安全的情況下追求高度。
但是,那個(gè)被蘋果砸中的牛頓卻開口了!
所以,現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)工程師想要克服這個(gè)矛盾,就必須這個(gè)萬(wàn)有定律抗?fàn)幍降住?/p>
研發(fā)出適合無(wú)人機(jī)機(jī)身的材料,但質(zhì)量又必須過(guò)硬,足以支撐機(jī)身的各種部件和結(jié)構(gòu)。
因此,復(fù)合材料就隆重登場(chǎng)啦!
縱觀國(guó)外無(wú)人機(jī),無(wú)一例外地大量使用了復(fù)合材料結(jié)構(gòu),有些甚至是全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。以復(fù)合材料為核心的無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/ 制造技術(shù)是影響無(wú)人機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。
雖然找到了合適的對(duì)象(七夕提到這詞心塞?。。獜?fù)合材料,但人家也有脾氣的?。〔恍拍憧?/p>
復(fù)合材料制造的一個(gè)突出的問(wèn)題是不能類似于金屬構(gòu)件那樣得到精確的幾何或構(gòu)型尺寸,特別是對(duì)于大型整體化復(fù)雜復(fù)合材料結(jié)構(gòu),往往可能因?yàn)橐粋€(gè)較小的局部結(jié)構(gòu)制造變形,最終會(huì)造成大型整體化復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的變形,不能用于部件的裝配。
但是,既然盯上了你,我的眼里就只剩下你的美。
優(yōu)點(diǎn)一
和傳統(tǒng)金屬材料相比,復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞能力和抗振能力強(qiáng)的特點(diǎn),將它應(yīng)用于無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)中可以減重25% ~30%。樹脂基復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)重量輕、復(fù)雜或大型結(jié)構(gòu)易于成型、設(shè)計(jì)空間大、比強(qiáng)度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小等諸多優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)二
復(fù)合材料本身具有可設(shè)計(jì)性,在不改變結(jié)構(gòu)重量的情況下,可根據(jù)飛機(jī)的強(qiáng)度剛度要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);在設(shè)計(jì)制造技術(shù)上滿足了大多數(shù)無(wú)人機(jī)在高度翼身融合結(jié)構(gòu)所需的大面積整體成形這一特點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)三
無(wú)人機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常使用到的是復(fù)合材料的輕質(zhì)、高比強(qiáng)度比模量等特性。主要通過(guò)增強(qiáng)材料(碳纖維、玻璃纖維等)良好的力學(xué)性能和基本材料(樹脂)的粘結(jié)作用兩者有機(jī)的結(jié)合而成。
綜上既可以有強(qiáng)度支撐無(wú)人機(jī)機(jī)體架構(gòu),又能夠最大程度上擺脫引力不受中立影響的復(fù)合材料,融合了下面三種材質(zhì)。碳纖維
一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維”外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性。
玻璃纖維
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料,種類繁多,優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好,機(jī)械強(qiáng)度高,但缺點(diǎn)是性脆,耐磨性較差。
樹脂
指受熱后有軟化或熔融范圍,軟化時(shí)在外力作用下有流動(dòng)傾向,常溫下是固態(tài)、半固態(tài),有時(shí)也可以是液態(tài)的有機(jī)聚合物。廣義地講,可以作為塑料制品加工原料的任何高分子化合物都稱為樹脂。
將復(fù)合材料直接應(yīng)用于無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)上對(duì)減輕空機(jī)身重量、增加有效載荷、提高安全性和隱身性具有重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前世界上各種先進(jìn)無(wú)人機(jī)的復(fù)合材料用量一般占機(jī)體結(jié)構(gòu)總重的60%~80%,復(fù)合材料的總用量可達(dá)90%以上。
目前,復(fù)合材料在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域已成為主要結(jié)構(gòu)材料,具有更好的結(jié)構(gòu)剛性及工作穩(wěn)定性,整個(gè)系統(tǒng)高度集成化的設(shè)計(jì),使安裝調(diào)試工作變得更加簡(jiǎn)單快捷,中心架具有更大的可用空間,方便安裝及內(nèi)置各類航拍輔助設(shè)備,使您的航拍系統(tǒng)擁有更強(qiáng)的美感。
另外,在中小型無(wú)人機(jī)上,木質(zhì)材料、輕型塑料、塑料薄膜等非金屬材料也得到大量使用。復(fù)合材料的應(yīng)用對(duì)無(wú)人飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、小型化和高性能化已經(jīng)起到了至關(guān)重要的作用。
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