Применение композитных материалов в промышленности БПЛА

Из -за различий в областях применения и предполагаемого использования, БПЛА (беспилотные воздушные транспортные средства) значительно отличаются от обычных пилотируемых самолетов с точки зрения производственных материалов и структур планера. При проектировании пилотируемых самолетов основным фактором является безопасность человека, которая устанавливает строгие стандарты и требования к структурной структуре и несущей нагрузке материалов. Напротив, БПЛА не нуждаются в безопасности пассажиров, что обеспечивает большую гибкость в конструктивной конструкции и выборе материалов. Композитные материалы, с их превосходной жесткостью, прочностью, сопротивлением вибрации и усталости, и низким коэффициентом термического расширения стали предпочтительным выбором для производства БПЛА.

(I) области применения композитных материалов в БПЛА

1. Структурные компоненты: Основная структура, крылья, хвостовые плавники и другие компоненты БПЛА могут быть изготовлены с использованием композитных материалов. Эти материалы обеспечивают легкие свойства, высокую прочность, отличную устойчивость к усталости и воздействие, повышая долговечность БПЛА и производительность полета.

2. Автомобильный корпус: Основные компоненты БПЛА, такие как двигатели и контроллеры, также могут быть защищены с использованием композитных материалов. Эти материалы обеспечивают превосходное электромагнитное экранирование, эффективно уменьшая помехи и обеспечивая стабильную работу электрических систем БПЛА.

3. Компоненты теплового управления: БПЛА генерируют значительное тепло во время полета. Композитные материалы могут использоваться для производства компонентов рассеяния тепловой диссипации, обеспечивая эффективное тепловое управление и стабильную работу БПЛА.

4. Топливная система: Композитные материалы все чаще используются в топливных системах БПЛА. Например, композитные резервуары для хранения водорода могут хранить водородное топливо, служащее источником энергии для БПЛА.

5. Корпуса датчиков: БПЛА несут различные датчики, такие как GPS, барометры и гироскопы. Композитные материалы могут быть использованы для производства легких, высокопрочных корпусов, которые защищают эти датчики от факторов окружающей среды, обеспечивая точность и стабильность.

(Ii) Производственные процессы композитных компонентов БПЛА

1. Автоклавский процесс формованияПроцесс литья автоклав обеспечивает легкие высококачественные композитные компоненты с равномерным содержанием смолы и превосходными механическими свойствами. Этот процесс является предпочтительным для производства несущих беспилотных летательных аппаратов и высокоскоростных компонентов. Тем не менее, его экономическая эффективность относительно низкая из -за высоких требований к оборудованию, значительных первоначальных инвестиций и высоких затрат на обработку. В результате, низкотемпературные методы литья низкого давления часто используются в качестве альтернативы в производстве БПЛА.

2. Процесс формирования вакуумной сумкиПроцесс формирования вакуумного пакета экономически эффективен, что требует минимальных инвестиций при достижении желательных результатов производства. Кроме того, это относительно легко работать и широко применимо. Тем не менее, низкое давление на формование ограничивает его использование для композитных компонентов с более низким качеством требований. Этот процесс обычно используется в небольших, низкоскоростных беспилостях. Существует два основных метода: прокладка PREPREG и влажный укладку. Prepreg Layup приводит к более равномерному распределению смолы, предлагая большую стабильность и качество.

3. Процесс сжатияПроцесс формования сжатия эффективен, прост в эксплуатации и экономически эффективным при обеспечении высокого давления в формование. Этот процесс уравновешивает стоимость и качество в производстве БПЛА и особенно подходит для производства композитных конструкций с пеной. Процесс включает в себя два шага ключевых: (1) изготовление пенопластового ядра и ламинирование кожи, а также (2) нажатие и отверждение плесени. В производстве крыльев БПЛА этот процесс значительно повышает точность и эстетику. Правильный выбор прессовой машины имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов литья.

4. Низкотемпературная технология литьяНизкотемпературная технология формования предлагает преимущества затрат и энергоэффективность. Этот процесс может вылечить низкотемпературную полимерную смолу при 60–80 ° C, что делает его жизнеспособным дополнением к автоклавному литью. Он поддерживает широкий спектр размеров компонентов и обеспечивает прямое отверждение при комнатной температуре и атмосферном давлении, что приводит к широкому распространению в производстве БПЛА. По сравнению с высокотемпературными методами литья, низкотемпературное формование снижает производственные затраты при сохранении качества. Для оптимизации результатов необходимы дальнейшие улучшения в составах смолы и низкотемпературных материалов преподминирования.