Rumpfgerüst

Die hohe spezifische Festigkeit und spezifische Steifigkeit von Kohlefaserverbundwerkstoffen kann nicht nur die strukturelle Festigkeit des Rumpfes gewährleisten, sondern auch das Gewicht des Rumpfes erheblich reduzieren, was für die Verbesserung der Ausdauer und der Flugleistung von Drohnen von entscheidender Bedeutung ist. In Verbindung mit der integrierten Formgebungstechnologie kann der Herstellungsprozess von Drohnen vereinfacht, die strukturelle Gesamtstabilität verbessert und die Tragfähigkeit erhöht werden.

Haut

Die Hülle einer Drohne schützt nicht nur die interne Ausrüstung, sondern hat auch einen wichtigen Einfluss auf die aerodynamische Leistung der Drohne. Die Haut aus Kohlefaserverbundwerkstoffen hat eine glatte Oberfläche, eine genaue Form und eine gute Symmetrie, die den Luftwiderstand verringern und die Fluggeschwindigkeit und Effizienz der Drohne verbessern kann. Gleichzeitig hat die Kohlefaserhaut eine gute Ermüdungsbeständigkeit und Haltbarkeit und kann sich an langfristige Flugmissionen anpassen.

Flügel und Schwanzflossen

Die Tragflächen und Heckflügel sind Schlüsselkomponenten für Drohnen, die den Auftrieb erzeugen und die Fluglage steuern, und stellen hohe Anforderungen an das Material. Die hohe Festigkeit und das geringe Gewicht von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen können einen ausreichenden Auftrieb und eine gute Steuerleistung für die Flügel und Heckflügel gewährleisten. Darüber hinaus können die anisotropen Eigenschaften von Kohlenstofffasern genutzt werden, um die mechanischen Leistungsanforderungen der Flügel und des Hecks in verschiedenen Richtungen durch ein vernünftiges Schichtdesign zu erfüllen und so die Flugstabilität und Manövrierfähigkeit der Drohne zu verbessern.

Fahrwerk

Das Fahrwerk ist eine Schlüsselkomponente der Drohne bei der Landung und muss enormen Stoßbelastungen standhalten. Kohlefaserverbundwerkstoffe reduzieren nicht nur das Gewicht durch ein vernünftiges strukturelles Design, wie z. B. die Verwendung von Waben-Sandwich-Strukturen, sondern verbessern auch die Energieabsorption und die Stoßdämpfungsfähigkeiten, die die Sicherheit der Drohne bei der Landung schützen können.

Rotoren und Propeller

Für Multirotor-Drohnen sind Rotoren und Propeller von entscheidender Bedeutung. Kohlefaserverbundwerkstoffe können zur Herstellung von leichten und stabilen Rotoren und Propellern verwendet werden, indem die Materialrezeptur und der Formprozess optimiert, der Luftwiderstand verringert und die Auftriebseffizienz verbessert werden. Gleichzeitig sorgt die Anti-Müdigkeitseigenschaft von Kohlefaserverbundwerkstoffen für die Stabilität und Zuverlässigkeit von Drohnen im Langzeitflug.

Batteriekasten und Kraftstofftank

Kohlefasermaterialien werden auch häufig zur Herstellung von Komponenten wie Batteriegehäusen und Kraftstofftanks verwendet. Aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit tragen sie zur Verringerung des Gesamtgewichts von Drohnen bei und gewährleisten gleichzeitig den stabilen Betrieb dieser wichtigen Komponenten in rauen Umgebungen.

Steckverbinder

Die verschiedenen Komponenten von Starrflüglerdrohnen müssen durch Verbindungselemente miteinander verbunden werden. Kohlefaserverbundwerkstoffe haben hervorragende Verbindungseigenschaften und können durch verschiedene Verbindungsmethoden (z. B. Verschraubung, Vernietung usw.) fest mit anderen Komponenten verbunden werden, um die strukturelle Gesamtstabilität der Drohne zu gewährleisten.

Die wichtigsten Kohlefasermaterialien, die in der Drohnenproduktion verwendet werden, sind Kohlefasergewebe und Prepregs.

Kohlefasergewebe als Basismaterial für Drohnenbauteile sind bekannt für ihre hohe Festigkeit, ihr geringes Gewicht, ihre Korrosionsbeständigkeit und ihre ausgezeichnete thermische Stabilität. Bei der Herstellung von Drohnen werden Kohlefasergewebe häufig zur Herstellung von Flügeln, Rumpfrahmen und anderen wichtigen tragenden Komponenten verwendet. Dieses Material kann nicht nur das Gesamtgewicht der Drohne reduzieren und die Flugeffizienz verbessern, sondern auch die strukturelle Stabilität und Haltbarkeit in extremen Umgebungen gewährleisten. Durch präzises Schneiden und Nähen können Kohlefasergewebe in verschiedenen Formen und Größen verarbeitet werden, um den unterschiedlichen Anforderungen des Drohnendesigns gerecht zu werden.

Kohlefaser-Prepreg ist ein weiterer wichtiger Verbundwerkstoff im Drohnenbau. Prepreg wird durch die Imprägnierung von Kohlenstofffasergewebe mit einer bestimmten Art von Harzmatrix unter streng kontrollierten Bedingungen hergestellt. Nach dem Aushärten kann dieses Material ein Strukturteil mit hoher Festigkeit, hohem Modul und guter Ermüdungsbeständigkeit bilden. Bei der Herstellung von Drohnen werden Kohlefaser-Prepregs häufig für die Herstellung komplexer Strukturteile wie Fahrwerk, Motorhalterungen und Batteriefächer verwendet. Durch Verfahren wie Formpressen und Aushärten im Autoklaven können Kohlefaser-Prepregs präzise in die gewünschte Form gebracht werden, um stabile und leichte Strukturbauteile für Drohnen herzustellen.

Die Anwendung von Kohlefasergeweben und Prepregs im Drohnenbau spiegelt sich auch in ihrer hervorragenden Konstruktionsfähigkeit wider. Durch eine sinnvolle Materialauslegung und strukturelle Gestaltung kann die Leistung von Drohnen weiter optimiert werden, z. B. durch Erhöhung der Fluggeschwindigkeit, Steigerung der Tragfähigkeit und Verlängerung der Flugzeit. Gleichzeitig tragen die leichten Eigenschaften von Kohlefasermaterialien dazu bei, die Ausdauer von Drohnen zu verbessern, so dass sie auch bei Langstreckenflügen oder komplexen Aufgaben gute Leistungen erbringen können.

Der Rumpf einer Drohne ist der Hauptbestandteil der gesamten Drohne und der Flugträger des gesamten Flugsystems. In der Regel werden hochfeste und leichte Materialien verwendet. Zu den wichtigsten Materialien gehören derzeit: ABS/modifiziertes PC und seine Legierungen, Kohlefaserwerkstoffe, Luftfahrtaluminium, moderne Verbundwerkstoffe usw.

Unter diesen häufig verwendeten Materialien haben Kohlefaser-Verbundwerkstoffe eine herausragende Stellung eingenommen. Kohlefaser ist eine Faser, die in einem speziellen Verfahren aus chemischen Fasern und Erdöl hergestellt wird. Neben der gleichen hohen Temperaturbeständigkeit, Reibungswiderstand, elektrischen Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit wie allgemeine Kohlenstoffmaterialien, hat sie eine höhere Festigkeit, ein geringeres Gewicht und eine bessere Korrosionsbeständigkeit.

Die Dichte von Kohlenstofffasern beträgt weniger als 1/4 der Dichte von Stahl, aber ihre Zugfestigkeit ist 7- bis 9-mal so hoch wie die von Stahl, und ihre Zugelastizität ist ebenfalls höher als die von Stahl. In einer inerten Umgebung mit einer hohen Temperatur von mehr als 2000°C ist sie das einzige Material, dessen Festigkeit nicht abnimmt. In organischen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen löst es sich nicht auf und quillt nicht, und seine Korrosionsbeständigkeit ist hervorragend.

Unter dem Gesichtspunkt der Nutzung haben Kohlenstofffasern nicht das Problem von Korrosion und Rost und sind haltbarer als gewöhnliche Metalle. Unter extremen klimatischen Bedingungen ändern sich die Eigenschaften von Kohlenstofffasern kaum. Der Einsatz in Drohnenrümpfen kann die Gesamtleistung verbessern. Gleichzeitig kann durch den Einsatz integrierter Fertigungstechnologien Drohnenzubehör hergestellt, das Strukturgewicht reduziert und die Produktionskosten gesenkt werden.

Personalisierung

Sino Composite beherrscht die Forschung und Entwicklung verschiedener funktionaler Faserverbundwerkstoffe wie Kevlar, Kohlefaser und Glasfaser entsprechend den speziellen funktionalen Anforderungen von Drohnenherstellern, die verschiedene Leistungsanforderungen wie Absturzsicherung, hohe Temperaturbeständigkeit, Flammschutz, Isolierung, Biegefestigkeit, elektromagnetische Abschirmung und hohe Steifigkeit erfüllen können.

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