Как выбрать различные изделия из углеродного волокна для разных частей дрона?

По мере дальнейшего развития технологий дронов растёт спрос отрасли на лёгкие, высокопрочные и чрезвычайно стабильные материалы. От потребительских дронов для аэрофотосъёмки до промышленных дронов для инспекции, геодезических изысканий, борьбы с вредителями в сельском хозяйстве и специализированных дронов композиты на основе углеродного волокна стали ключевым материалом в конструктивном проектировании дронов.

Однако многие считают, что «использование углеродного волокна в дронах означает, что весь летательный аппарат изготовлен из одного цельного листа углеродного волокна», но это на самом деле не так.

В зависимости от функций, выполняемых различными частями дрона, инженеры выбирают различные типы углеродного волокна продукция — например, детали из углеродного волокна, обработанные на станках с ЧПУ, однонаправленные препреги из углеродного волокна, ткани из углеродного волокна и листы из углеродного волокна — для достижения оптимального баланса между прочностью, массой, эстетикой и обрабатываемостью.

Фюзеляж дрона: компоненты из углеродного волокна, обработанные на станках с ЧПУ, обеспечивающие точную конструкционную поддержку

Фюзеляж дрона представляет собой основную несущую конструкцию всего летательного аппарата и должен обеспечивать размещение полётного контроллера, аккумулятора, карданного подвеса, камерного оборудования и силовой установки.

Поэтому конструкция планера должна соответствовать следующим требованиям: высокая жёсткость для предотвращения влияния вибраций при полёте на стабильность оборудования; высокая размерная точность для обеспечения точной установки всех компонентов; а также лёгкая конструкция для увеличения продолжительности полёта.

В этом отношении детали из углеродного волокна, изготовленные методом ЧПУ-обработки, обладают значительными преимуществами. С помощью высокоточной технологии ЧПУ-обработки листы из углеродного волокна можно превратить в сложные конструкционные элементы, например:

✅Основная рамка

✅Опоры двигателя

✅Крепления для камер

✅Соединители

✅Конструкции с точным позиционированием

По сравнению с традиционными деталями из алюминиевого сплава детали из углеродного волокна, обработанные на станках с ЧПУ, не только легче, но и обладают повышенной усталостной прочностью и лучшими демпфирующими свойствами, что делает их идеальными для высокочастотных эксплуатационных условий дронов.

Внутри рычага дрона: односторонний препрег из углеродного волокна обеспечивает основную прочность

Руки дрона — это критически важный конструктивный элемент, соединяющий моторы с воздушным каркасом; они должны выдерживать: вибрации, возникающие при высокоскоростном вращении моторов, растягивающие и изгибающие нагрузки во время полёта, а также ударные силы при взлёте и посадке.

Поэтому внутренняя часть рук обычно требует более направленных армирующих материалов. Однонаправленные препрег из углеродного волокна (UD Prepreg) — идеальный выбор.

Поскольку волокна углеродного волокна чрезвычайно ориентированы, однонаправленные препреги обеспечивают исключительно высокую прочность на растяжение и жёсткость в заданных направлениях.

При применении внутри рук они позволяют:
✅ Повысить сопротивление рук изгибу

✅ Снизить вес конструкции

✅ Улучшить стабильность полёта

✅ Увеличить срок службы

Особенно в области беспилотных летательных аппаратов с длительным временем автономной работы и беспилотных летательных аппаратов с высокой грузоподъёмностью однонаправленные препреги помогают достичь более высоких эксплуатационных характеристик.

Внешняя поверхность рычагов дрона: ткань из углеродного волокна сочетает прочность и эстетику

Помимо внутренней несущей конструкции, внешняя часть дрона также должна соответствовать определённым требованиям: текстуре поверхности, износостойкости, эстетическому дизайну и определённому уровню структурной прочности.

Поэтому внешние поверхности рычагов обычно изготавливаются из:

Ткань из углеродного волокна обладает равномерной, привлекательной текстурой и отличной формоустойчивостью, что позволяет ей адаптироваться к сложным изогнутым поверхностям.

Распространенные применения:

✅ Верхний защитный слой корпуса дрона

✅ Внешний слой рычагов

✅ Защитный конструкционный слой

✅ Декоративный армирующий слой

Классическая текстура углеродного волокна не только усиливает высокотехнологичный внешний вид дрона, но и дополнительно повышает долговечность поверхности.

Боковые панели фюзеляжа дрона: листы из углеродного волокна обеспечивают лёгкую конструкцию

Для боковых панелей дрона, защитных панелей и панелей корпуса применяются следующие требования:

✅ Сохранение плоскостности

✅ Наличие определённой жёсткости

✅ Простота установки и обработки

Углеволоконные панели обеспечивают:

(1) Высокую прочность и низкий вес

При одинаковых требованиях к прочности углеволоконные панели значительно легче металлических материалов, что способствует снижению общей массы дрона и увеличению продолжительности полёта.

(2) Отличную размерную стабильность

Углеволокно имеет низкий коэффициент теплового расширения, что позволяет сохранять хорошую размерную стабильность даже в условиях колебаний температуры.

(3) Хорошую обрабатываемость

Листы могут быть дополнительно обработаны с помощью станков с ЧПУ, сверления, резки и поверхностной обработки для соответствия требованиям конструктивного проектирования различных беспилотных летательных аппаратов.

Композиты на основе углеродного волокна открывают новые возможности для беспилотных летательных аппаратов

Развитие беспилотных летательных аппаратов по сути предъявляет всё более высокие требования к эксплуатационным характеристикам материалов.

От: Тканого углеродного волокна → Однонаправленного препрега → Панелей из углеродного волокна → Прецизионных деталей, обработанных на станках с ЧПУ

Посредством правильного сочетания различных типов продукция из карбонового волокна , беспилотные летательные аппараты могут достичь:

✔ Более лёгкого веса
✔ Более продолжительного времени полёта
✔ Более высокой прочности
✔ Более стабильного полёта
✔ Оптимальный конструктивный дизайн

Компания Weinuo Composites специализируется на НИОКР и производстве изделий из углеродного волокна, предлагая комплексные решения: ткани из углеродного волокна, однонаправленные ткани, препреги, листы из углеродного волокна, многоосевые материалы и детали из углеродного волокна, обработанные на станках с ЧПУ. Мы обеспечиваем высокопроизводительные композитные материалы для таких отраслей, как беспилотные летательные аппараты, аэрокосмическая промышленность, судостроение и спортивное оборудование. Мы гарантируем, что каждый грамм массы повышает эксплуатационные характеристики.