碳纤维复合材料在小型无人机结构设计中的要求
江苏博实科技：传统金属材质的小型无人机存在自重大、载荷小、续航时间短、飞行速度和高度不佳等缺点，在实际飞行中，复杂的地形和突发状况对小型无人机的机身损坏频率比较高，金属材质已经不能满足小型无人机的性能需求了。碳纤维作为一种新型材料，质量轻、强度更高、耐冲击、耐腐蚀，在JY和民用方面都有广泛的应用。碳纤维复合材料应用于小型无人机的结构设计，可以减轻无人机的自重，增加续航时间，优化飞行状态，对小型无人机的总体发展具有重要意义。（推荐浏览：碳纤维无人机配件（图））
（碳纤维无人机）
在小型无人机的轻量化方面，碳纤维复合材料可以通过三个方面进行减重设计：
一、通过铺层合理设计，利用碳纤维复合材料非对称和非均衡铺层产生的耦合效应，将其结构刚度和弹性结合起来，优化力的传导路径，利用好每一丝束的承载能力，发挥力学性能优势，实现轻量化。
二、选择XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗压能力的轻质泡沫塑料芯材，用碳纤维增强复合材料作为蒙皮，能在保持力学性能的同时减轻重量，还能在一定程度上降低制造成本，这种制作方法虽常见于大型无人机，但在小型无人机的设计中也是可以考虑的方案。
三、在小型无人机的设计中，尽可能采用碳纤维复合材料大面积的一体化成型工艺，可以避免分片制备部件、组装拼装带来的一系列问题。使用一体化成型工艺还可以减少零部件、连接件的存在，拿博实一家无人机客户的碳纤维无人机配件来说，采用一体化成型工艺，可以减少约60%左右的零件存在，实现结构减重，同时也避免飞行中部件丢失。
（碳纤维无人机）
在小型无人机结构件设计上，需要考虑碳纤维复合材料的性能是否满足：
一、在传统的认知中，除了轻质量，还会从比刚度和比强度来确定对碳纤维的评定，往往忽略掉对碳纤维其他性能的开发和利用。碳纤维在小型无人机的设计应用中并不是全部，也会有其他材料的参与，我们需要考虑碳纤维复合材料在设计中如何应用可以与其他材质部件融合匹配，从而可以提高小型无人机的整体性能。
二、在小型无人机的部件生产上，碳纤维复合材料性能特点和材料本质与金属材料大不相同，所以在设计生产的时候，不可生搬硬套金属材料结构的设计，毕竟碳纤维复合材料属于后起之秀，在工艺和生产技术上还不如金属材质结构来得成熟。优化结构设计、确定合适的生产方式和成型工艺，提高碳纤维复合材料的状态和性能。
三、在小型无人机的飞行过程中，外界的环境变化和冲击对其也是一个严峻的考验。在碳纤维夹芯复合材料中，薄蒙皮与中厚蒙皮性能存在一定的差异，因而需要区分开二者的抗冲击性能评价标准，传统的CAI评价体系已不能满足结构的损伤容限的要求。小型无人机的结构构造复杂，选材不能一概而论，不同的结构要使用不同的碳纤维复合材料，确定相应的性能标准进行判定。
（碳纤维无人机外壳）
从目前的应用上来看，碳纤维复合材料在小型无人机上的应用对轻量化和整体结构性能的提高是有着积极作用的。但这也需要不断的调整碳纤维复合材料在无人机结构设计和工艺体系，以发挥碳纤维复合材料的特殊优势。
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