碳纖維由于具有高強(qiáng)度、低密度、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)異性能,在無人機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
機(jī)身結(jié)構(gòu):無人機(jī)的機(jī)身需要在保證強(qiáng)度的同時(shí),盡可能減輕重量,以提高續(xù)航能力和飛行性能。碳纖維材料的高比強(qiáng)度和高比模量使其成為制造無人機(jī)機(jī)身的理想材料。使用碳纖維復(fù)合材料制作的機(jī)身框架和外殼,不僅能夠承受飛行中的各種應(yīng)力和沖擊力,還能有效降低機(jī)身重量,使無人機(jī)更加靈活,續(xù)航時(shí)間更長。例如,大疆的一些高端無人機(jī)機(jī)型采用碳纖維機(jī)身,在保證堅(jiān)固耐用的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了輕量化設(shè)計(jì)。
機(jī)翼和尾翼:對(duì)于一些需要長航時(shí)、高機(jī)動(dòng)性的無人機(jī),機(jī)翼和尾翼的性能至關(guān)重要。碳纖維材料可以制成具有良好氣動(dòng)外形的機(jī)翼和尾翼結(jié)構(gòu),其高強(qiáng)度能夠承受飛行中的氣動(dòng)力和彎矩,同時(shí)低密度有助于減輕飛行器的整體重量,提高升阻比,進(jìn)而提升飛行效率和操控性能。一些專業(yè)的航模無人機(jī),其機(jī)翼和尾翼常采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,以實(shí)現(xiàn)更出色的飛行表現(xiàn)。
螺旋槳:無人機(jī)的螺旋槳在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)需要承受較大的離心力和空氣阻力,同時(shí)還要求具有良好的耐磨性和抗疲勞性。碳纖維具有較高的強(qiáng)度和剛度,能夠滿足螺旋槳在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的力學(xué)性能要求,而且可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造工藝,使螺旋槳具有更好的氣動(dòng)性能,降低噪音和振動(dòng),提高動(dòng)力傳輸效率,從而提升無人機(jī)的整體性能。
起落架:起落架需要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,以承受無人機(jī)起降時(shí)的沖擊力。碳纖維材料的高強(qiáng)度和抗沖擊性使其能夠勝任起落架的制造,同時(shí)其輕量化特性可以減少起落架對(duì)無人機(jī)整體重量的影響,有助于提高無人機(jī)的有效載荷能力和飛行性能。一些小型無人機(jī)的起落架采用碳纖維材質(zhì),既保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,又減輕了重量。