復合材料逐漸成為了無人機生產(chǎn)的主要結構材料,有效的增強無人機設計性,使用復合材料既可以設計出輕質(zhì)、高氣動彈性的結構,又可以很容易地在其表面噴涂隱身涂層,還可以添加不同的增強相從而降低高速下復合材料的損傷容限。無人機復合材料結構主要包括層壓板結構、夾層結構,由于其很強的可設計性,在結構部件的整體設計中可以大大減少無人機零、部件數(shù)量,典型的應用為翼身融合結構,其制造技術將成為無人機種概念性無人機發(fā)展的一大趨勢。
無人機復合材料結構件用的增強材料主要有碳纖維、玻璃纖維等,而樹脂體系則主要有環(huán)氧樹脂體系和雙馬來酰亞胺樹脂體系,前者工藝性較好,后者耐溫性能較好。不同的材料體系對復合材料的性能有很大的影響,在設計無人機復合材料結構件時需要根據(jù)實際的受力情況以及使用環(huán)境選擇合適的材料。
復合材料應用在無人機的幾大優(yōu)勢:
1、復合材料相比傳統(tǒng)金屬材料具有比強度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞能力和抗振能力強的特點,將它應用于無人機結構中可以減重25% ~30%。樹脂基復合材料具有結構重量輕、復雜或大型結構易于成型、設計空間大、比強度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小等諸多優(yōu)點。
2、復合材料本身具有可設計性,在不改變結構重量的情況下,可根據(jù)飛機的強度剛度要求進行優(yōu)化設計;在設計制造技術上滿足了大多數(shù)無人機在高度翼身融合結構所需的大面積整體成形這一特點。
3、無人機復合材料結構設計中常使用到的是復合材料的輕質(zhì)、高比強度比模量等特性。主要通過增強材料(碳纖維、玻璃纖維等)良好的力學性能和基本材料(樹脂)的粘結作用兩者有機的結合而成。