Verbundwerkstoffe haben sich nach und nach zum wichtigsten Strukturmaterial für die UAV-Produktion entwickelt, was das Design von UAVs effektiv verbessert. Durch die Verwendung von Verbundwerkstoffen können nicht nur leichte, hoch aeroelastische Strukturen entworfen, sondern auch problemlos Tarnfarbe auf ihre Oberfläche gesprüht werden. Schichten und verschiedene Verstärkungsphasen können ebenfalls hinzugefügt werden, um die Schadenstoleranz des Verbundwerkstoffs bei hohen Geschwindigkeiten zu verringern. Die Struktur von UAV-Verbundwerkstoffen umfasst hauptsächlich Laminat- und Sandwichstrukturen. Aufgrund ihrer starken Designfähigkeit kann die Anzahl der UAV-Teile und -Komponenten im Gesamtdesign der Strukturkomponenten erheblich reduziert werden. Die typische Anwendung ist die Flügel-Rumpf-Fusion. Die Struktur und ihre Fertigungstechnologie werden zu einem wichtigen Trend bei der Entwicklung konzeptioneller UAVs.
Die für UAV-Verbundstrukturen verwendeten Verstärkungsmaterialien bestehen hauptsächlich aus Kohlefasern, Glasfasern usw., während die Harzsysteme hauptsächlich aus Epoxidharzen und Bismaleimidharzen bestehen. Epoxidharze sind besser verarbeitbar, Bismaleimidharze temperaturbeständiger. Unterschiedliche Materialsysteme haben einen großen Einfluss auf die Leistung von Verbundwerkstoffen. Bei der Konstruktion von UAV-Verbundwerkstoff-Strukturteilen müssen geeignete Materialien entsprechend der tatsächlichen Belastung und der Einsatzumgebung ausgewählt werden.
Mehrere Vorteile der in Drohnen verwendeten Verbundwerkstoffe:
1. Im Vergleich zu herkömmlichen Metallwerkstoffen zeichnen sich Verbundwerkstoffe durch hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, hohe Ermüdungsbeständigkeit und Vibrationsfestigkeit aus. Sie können in UAV-Strukturen eingesetzt werden, um das Gewicht um 25 bis 30 % zu reduzieren. Harzbasierte Verbundwerkstoffe bieten viele Vorteile, wie z. B. geringes Gewicht, einfache Formbarkeit komplexer oder großer Strukturen, großen Gestaltungsspielraum, hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit sowie einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
2. Der Verbundwerkstoff selbst ist gestaltbar. Ohne das Gewicht der Struktur zu verändern, kann das Design entsprechend den Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen des Flugzeugs optimiert werden; es ist technologisch vollständig konstruiert und hergestellt.
Es erfüllt die für die meisten UAVs erforderliche Eigenschaft der großflächigen Integralformung in hochrangigen Flügel-Rumpf-Fusionsstrukturen.
3. Die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen wie geringes Gewicht, hohe spezifische Festigkeit und spezifischer Modul werden häufig bei der Strukturgestaltung von UAV-Verbundwerkstoffen genutzt.
Es entsteht vor allem durch die organische Kombination der guten mechanischen Eigenschaften des Verstärkungsmaterials(Kohlefaser, Glasfaser, usw.)und die Bindungswirkung des Grundmaterials(Harz).
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Veröffentlichungszeit: 27. April 2022
