碳纤维无人机机翼的新应用

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2021年6月25日 11:15

据悉，国内碳纤维制品商智上新材为一款大型电动无人飞行器量身定制的碳纤维复合材料固定翼已顺利通过模拟飞行测试。作为长航距、大负载的无人驾驶飞行器，此款无人机的出现将为城际空中交通网络提供新的解决方案。

该款电动无人机设计航程为280Km，设计续航时间为90分钟。机身整体呈流线型，长达2.2米的固定翼分布于两侧，尾部设有推进螺旋桨，构型上尽量满足升力与推力的混合平衡。其中，碳纤维复合材料的翼体设计使其兼具垂直起降和滑行起降模式，通过降低翼体部分的重量减少能耗，并实现长航距、长航时的飞行需求。此外，高性能复合材料的高强度、耐疲劳、蠕变小等多种性能优势也能从整体上大幅度提升无人机运行的安全性。

目前，该款机翼已经顺利完成垂直起降、动力系统等相关测试。接下来，该机翼将伴随无人机在各类真实环境下继续进行测试与优化，不断调整以便实现性能最优化。据相关负责人透露，此款无人机在正式通过测试并取得生产许可后，预计智上新材将在两年内为其定制300-400只碳纤维复合材料机翼。

从民间玩家的迷你无人机到新农业时代大量推广的无人植保机，从勘探、测绘等特定领域的专业无人机到物流无人机，现代无人机在实现基础功能的同时，也一直在向安全、便捷、高效、环保、智能的方向努力发展。

与汽车轻量化一样，无人机要实现省时高效、长距离飞行和高负载低能耗的运行目标，一方面靠机体构造和动力系统设计的进步，另一方面也需要靠新材料的“加持”。在上述案例中，碳纤维复合材料机翼就赋予该机型以自重轻、强度大等特点，而在更多无人机机型中，采用碳纤维复合材料制作的机体部件形式非常丰富，无人机壳体、飞翼、臂杆、油箱、电池箱等等，碳纤维复合材料能够替代大部分的无人机用金属部件。

除了更轻、更强这类典型性特征外，碳纤维复合材料还具有铺层可设计性和一体化成型的优势。智上新材料科技有限公司的设计人员表示，他们可以针对不同的产品需求提供不同的制造方案，例如，可以根据碳纤维复合材料在整个结构中的作用，优化连续碳纤维的取向和厚度，在保证足够强度的前提下，尽可能地减少材料的重量。