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碳纤维复合材料已经成为无人机等飞行器结构的基本材料
作者:苏州挪恩发布时间:2020-05-09浏览量: 1106

轻质化、长寿命、高可靠、高隐身、高突防、效能高、低成本”是新一代飞行器的发展目标,而碳纤维复合材料,凭借着自身轻质、高强、可设计、耐疲劳、耐高温等优点,逐渐使用于飞行器上,成为先进的飞行器结构的基本材料。

(图示:碳纤维无人机)

纵观国内外,飞行器结构使用碳纤维复合材料大致可分为三个阶段:

第1阶段,用于受力较小或者非承力件,如舱门、口盖、整流罩以及襟副翼、方向舵等;

第2阶段,用于垂尾、平尾等尾翼一级的次承力部件;

第3阶段,用于机翼、机身等主承力结构。碳纤维复合材料的密度为1.7g/cm^3,强度1500MPa,而传统的飞行器制造材料钢、铝,它们的密度分别为2.7g/cm^3、7.85g/cm^3,强度分别为600MPa、265MPa。

作为一家专业从事碳纤维产品研发生产的企业,苏州挪恩复合材料在碳纤维无人机方面拥有非常丰富的生产经验,以挪恩复材为国内某无人机厂商定制的碳纤维外壳为例,不仅在轻量化方面满足客户需求,而且成本方面也相较早期同类型产品低约10%。

并且在在耐疲劳性能方面也表现出色。大多数金属的疲劳极限是其抗拉强度的30%—50%,而碳纤维复合材料的疲劳极限可达到抗拉强度的70%—80%,在使用过程中减少突发性事故,安全性高,寿命长,这也是为什么越来越多无人机以及飞行器结构开始选择碳纤维复合材料的重要原因。

碳纤维复合材料使用于飞行器结构上已经经历了半个世纪,并取得了巨大的成功,获得了宝贵的经验。但是从发展角度看,想要扩大使用,还需解决一系列问题:

1、减重效率有待进一步提高。造成这个问题主要有三方面原因:设计合理性、材料稳定协调性以及检测可靠性。

2、降低成本势在必行。飞行器碳纤维复合材料结构成本主要来源于制造工艺、验证分析试验和增强纤维材料等三大方面。

3、加快自动化程度与材料高性能化需深化研究。尽管自动铺放技术近几年发展迅速,但是对飞行器碳纤维复合材料结构制造工艺,无论是单个构件制造过程还是不同类的结构件,其自动化普适性均有待根本改进,以进一步提高生产效率与质量。(推荐阅读:碳纤维材料在无人机领域的应用优势