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无人机转轴解决方案

2018年07月10日

小型无人机遍及具有载荷小、飞翔高度低、速度慢、续航时刻短等功能劣势,由于作业环境杂乱,机体的毁伤频率也比较高,传统的铝合金等金属原料现已远远不能满意无人机在功能方面的开展需求。碳纤维复合资料具有高比强度和高比刚度,能大大减轻无人机的机身分量,然后降低无人机的载荷本钱和添加无人机的有用载荷量,延伸机体的飞翔间隔和飞翔时刻,对无人机结构的轻质化、小型化和高功能化含义严重,成为新一代无人机的抱负资料。从资料自身来说,运用碳纤维复合资料至少能比铝合金资料减重30%以上,可是在实践的运用中,要想最大化地表现出碳纤维复合资料的轻量化优势还需从以下几个方面着手。   运用铺层规划减重:   碳纤维复合资料具有高度的各向异性,复合资料纵向(纤维方向)的弹性模量和强度较强,横向(笔直纤维方向)的弹性模量和强度则相对较弱。能够经过铺层结构的合理规划,运用复合资料的非对称和非均衡铺层发生的耦合效应,把复合资料结构刚度和结构弹性完美结合起来,使碳纤维复合资料的优势力学功能方向沿结构的传力路径安置,然后有用运用了每一丝束的承载才干,最大极限地发挥出其力学功能优势。   以无锡智上新材为一款重载四旋翼无人机供给的碳纤维部件为例,这款无人机最大起飞分量为25kg,最大有用载荷为11kg,轴距为1700mm,空载续航为40min,满载续航为20min,客户要求该款无人机的结构强度和结构安稳性安全系数都要达到2.0。这款无人机全体结构首要包含中心板、机臂和起落架这三部分。无锡智上新材首要担任碳纤维机臂和中心板部分的制造。其间,机臂尺寸长610mm,宽37mm、高47mm。无锡智上新材发现当机臂在运用碳纤维复合资料【7的铺层计划时,机臂的结构强度及安稳性均高于规划强度及安稳性系数2.0的要求。而强度及安稳性过剩必然导致结构资料冗余,添加了无效机重,给飞翔功率及本钱带来负面影响。因而,有必要经过碳纤维复合资料的铺层优化,使机臂既能满意规划强度和安稳性的要求,又能坚持相对最低的机体分量。无锡智上新材经过屡次试验比较,挑选选用碳纤维复合资料【4的铺层计划,这样,单根机臂分量仅有130g,比较【7的铺层减重了60g,整机完成减重240g。相同,在碳纤维复合资料优异的抗拉压功能确保下,中心板也选用碳纤维铺层优化计划,选用上中心板【0°/45°/90°/45°s,下中心板铺层为【0°/45°/90°s。这样,整个中心板的分量仅为377g,完成了能满意规划强度及安稳性要求下的最轻分量。   运用夹芯结构减重:   碳纤维复合资料结构构型规划灵敏多变,三明治夹芯结构也是一种重要的结构减重办法。三明治夹芯结构就是在相对较厚的芯材两边贴附薄却有满足刚度的面板,这种结构在承受弯曲载荷时,上下面板之间存在必定的间隔,结构上反而能取得更大份额的刚性。以碳纤维增强复合资料作为蒙皮,芯材可选用XPSEPPPMI等具有必定硬度和抗压才干的轻质泡沫塑料,使之构成碳纤维-芯材-碳纤维的复合夹芯结构。这种三明治夹芯结构在坚持力学功能的一起还能明显减轻分量,尤为重要的是还能够在必定程度上降低本钱。这种办法多用于较为大型的无人机机体部件,在碳纤维医疗床板中也较为常见,在小型无人机中也是一种能够考虑的计划。   运用一体化成型工艺减重:   碳纤维复合资料的成型工艺包含:织造环绕、真空辅佐成型、RTM、真空热压罐、模压等等。无人机需求高度翼身交融的飞翼式整体发动外形,所以在气动外形上要尽量做到精准。因而,无锡智上新材主张,运用碳纤维复合资料制造无人机机体时,最好选用大面积的一体化成型工艺。并且,一体化全体成型还能够避免因分片制备部件、拼接组装等带来的衔接问题和衔接赘重,然后完成结构减重。   从现在情况看,在无人机上运用碳纤维复合资料是减轻机体分量和增强机身机翼结构强度的有用途径,可是这也需求适用于无人机的碳纤维复合资料在资料规划及工艺系统方面进行配合,才干最大化地表现和运用碳纤维复合资料的特别优势.

来源:东莞市雷硕五金电子有限公司

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