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【科普知识】复合材料应用在无人机上有哪些优势?
澎湃新闻·澎湃号·政务 / 林冲 / 2020-10-15 10:36:54
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复合材料逐渐成为了无人机生产的主要结构材料,有效的增强无人机设计性,使用复合材料既可以设计出轻质、高气动弹性的结构,又可以很容易地在其表面喷涂隐身涂层,还可以添加不同的增强相从而降低高速下复合材料的损伤容限。无人机复合材料结构主要包括层压板结构、夹层结构,由于其很强的可设计性,在结构部件的整体设计中可以大大减少无人机零、部件数量,典型的应用为翼身融合结构,其制造技术将成为无人机种概念性无人机发展的一大趋势。

无人机复合材料结构件用的增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维等,而树脂体系则主要有环氧树脂体系和双马来酰亚胺树脂体系,前者工艺性较好,后者耐温性能较好。不同的材料体系对复合材料的性能有很大的影响,在设计无人机复合材料结构件时需要根据实际的受力情况以及使用环境选择合适的材料。

复合材料应用在无人机的几大优势:

1、复合材料相比传统金属材料具有比强度和比刚度高、热膨胀系数小、抗疲劳能力和抗振能力强的特点,将它应用于无人机结构中可以减重25% ~30%。树脂基复合材料具有结构重量轻、复杂或大型结构易于成型、设计空间大、比强度和比刚度高、热膨胀系数小等诸多优点。

2、复合材料本身具有可设计性,在不改变结构重量的情况下,可根据飞机的强度刚度要求进行优化设计;在设计制造技术上满足了大多数无人机在高度翼身融合结构所需的大面积整体成形这一特点。

3、无人机复合材料结构设计中常使用到的是复合材料的轻质、高比强度比模量等特性。主要通过增强材料(碳纤维、玻璃纤维等)良好的力学性能和基本材料(树脂)的粘结作用两者有机的结合而成。

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