江蘇博實科技：傳統金屬材質的小型無人機存在自重大、載荷小、續航時間短、飛行速度和高度不佳等缺點，在實際飛行中，復雜的地形和突發狀況對小型無人機的機身損壞頻率比較高，金屬材質已經不能滿足小型無人機的性能需求了。碳纖維作為一種新型材料，質量輕、強度更高、耐沖擊、耐腐蝕，在軍用和民用方面都有廣泛的應用。碳纖維復合材料應用于小型無人機的結構設計，可以減輕無人機的自重，增加續航時間，優化飛行狀態，對小型無人機的總體發展具有重要意義。

碳纖維無人機

在小型無人機的輕量化方面，碳纖維復合材料可以通過三個方面進行減重設計：

一、通過鋪層合理設計，利用碳纖維復合材料非對稱和非均衡鋪層產生的耦合效應，將其結構剛度和彈性結合起來，優化力的傳導路徑，利用好每一絲束的承載能力，發揮力學性能優勢，實現輕量化。

二、選擇XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質泡沫塑料芯材，用碳纖維增強復合材料作為蒙皮，能在保持力學性能的同時減輕重量，還能在一定程度上降低制造成本，這種制作方法雖常見于大型無人機，但在小型無人機的設計中也是可以考慮的方案。

三、在小型無人機的設計中，盡可能采用碳纖維復合材料大面積的一體化成型工藝，可以避免分片制備部件、組裝拼裝帶來的一系列問題。使用一體化成型工藝還可以減少零部件、連接件的存在，拿博實一家無人機客戶的碳纖維無人機配件來說，采用一體化成型工藝，可以減少約60%左右的零件存在，實現結構減重，同時也避免飛行中部件丟失。

碳纖維無人機

在小型無人機結構件設計上，需要考慮碳纖維復合材料的性能是否滿足：

一、在傳統的認知中，除了輕質量，還會從比剛度和比強度來確定對碳纖維的評定，往往忽略掉對碳纖維其他性能的開發和利用。碳纖維在小型無人機的設計應用中并不是全部，也會有其他材料的參與，我們需要考慮碳纖維復合材料在設計中如何應用可以與其他材質部件融合匹配，從而可以提高小型無人機的整體性能。

二、在小型無人機的部件生產上，碳纖維復合材料性能特點和材料本質與金屬材料大不相同，所以在設計生產的時候，不可生搬硬套金屬材料結構的設計，畢竟碳纖維復合材料屬于后起之秀，在工藝和生產技術上還不如金屬材質結構來得成熟。優化結構設計、確定合適的生產方式和成型工藝，提高碳纖維復合材料的狀態和性能。

三、在小型無人機的飛行過程中，外界的環境變化和沖擊對其也是一個嚴峻的考驗。在碳纖維夾芯復合材料中，薄蒙皮與中厚蒙皮性能存在一定的差異，因而需要區分開二者的抗沖擊性能評價標準，傳統的CAI評價體系已不能滿足結構的損傷容限的要求。小型無人機的結構構造復雜，選材不能一概而論，不同的結構要使用不同的碳纖維復合材料，確定相應的性能標準進行判定。

碳纖維無人機外殼

從目前的應用上來看，碳纖維復合材料在小型無人機上的應用對輕量化和整體結構性能的提高是有著積極作用的。但這也需要不斷的調整碳纖維復合材料在無人機結構設計和工藝體系，以發揮碳纖維復合材料的特殊優勢。

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