复合材料结构与功能及在无人机领域的应用
先进复合材料在军用无人机上的应用动向
无 人机 （ Ｕ ｎ ｍ ａ ｎ ｎ ｅ ｄ Ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ， Ｕ Ａ Ｖ） 是 一 种 由无 线 电遥 控 或 预 编 飞 行 程 序 操 纵 的 不 载 人航 空
和传 统 金属 材料 相 比 ， Ａ Ｃ Ｍ 具有 比强度 和 比模 量高 、 热 膨胀 系数 小 、 抗 疲 劳 能力 和减 振 能 力 强 、 可 设 计性好 、 吸 波隐蔽 性好 等特性 ， 因此 将 其应 用 于军 用Ｕ Ａ Ｖ上 ， 可 以大大 改善 和提 高 Ｕ Ａ Ｖ 的 综 合 性 能 Ｊ 。据 统计 ， 目前世 界上 各种 先进军 用 Ｕ Ａ Ｖ的机 身结构 上大 幅度地 使用 Ａ Ｃ Ｍ， 占结 构总 重 的 ６ ０ ％～ ８ ０ ％， 并 可起 到 减 重 ２ ５ ％ ～３ ０ ％ 的效果 ， 促 进 了 Ｕ Ａ Ｖ的轻 量 化 、 小型化 、 大 运 载 化 和 高 机 动 化 』 。 总体来 说 ， Ａ Ｃ Ｍ 在 军用 Ａ Ｃ Ｍ 上 的大量 应 用 ， 具 有 以
和 比模 量 （ ＞４×１ Ｉ ０ ｃ ｍ） 不 低 于铝 合金 ， 可 用 于加工
力， 可 以使 Ｕ Ａ Ｖ在 高 空 飞 行 时快 速 恢 复 为 平 稳 状 态， 减 少 突发事 故 的发 生 。此外 ， 大多数 金 属材 料 的 疲劳 极 限是 其 拉 伸 强 度 的 ３ ０ ％ ～５ ０ ％， 而Ａ Ｃ Ｍ 的 疲 劳极 限可达 其拉伸 强度 的 ７ ０ ％ ～８ ０ ％， 并且 Ａ Ｃ Ｍ 呈渐 变式 的疲 劳 断裂 ， 其 内部 铺层 方 式 不 同的 纤 维
下 几个 方面 的优势 ： （ １ ） 高强 耐损性 Ａ Ｃ Ｍ较 之金 属 和 非 金 属 常 规 结 构 材 料 具 有 优
新型智能材料在航空航天领域中的应用
新型智能材料在航空航天领域中的应用近年来，新型智能材料在航空航天领域中的应用取得了显著的突破和进展。
这些创新材料具有独特的性能和功能，能够提高飞行器的性能、安全性和可靠性。
本文将讨论几种主要的新型智能材料，并探讨它们在航空航天领域中的应用。
首先，聚合物基复合材料是一种应用广泛的新型智能材料。
相比传统金属材料，聚合物基复合材料具有较低的密度、较高的强度和刚度，能够有效减轻飞行器的重量。
此外，该材料还具有良好的耐冲击性和耐疲劳性，能够提高飞行器在极端环境下的安全性和可靠性。
目前，在航空航天领域中，聚合物基复合材料主要用于制造机身、机翼和航空部件等结构件。
通过使用这种材料，可以显著减轻飞行器的重量，并提高飞行器的燃油效率和飞行性能。
其次，形状记忆合金是另一种应用广泛的新型智能材料。
这种材料具有形状记忆效应，能够在受到外界刺激时发生可逆变形。
例如，当形状记忆合金受到加热时，可以恢复到其原来的形状。
这种独特的性能使得形状记忆合金在航空航天领域中有着广泛的应用。
例如，形状记忆合金可以用于制造航天器的舵面，当航天器受到外部温度变化时，形状记忆合金舵面可以自动调整其形状，保持航天器的稳定性。
此外，纳米材料也是航空航天领域中新型智能材料的重要组成部分。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，例如高比表面积、优异的热导性和光学性能。
这些性能使得纳米材料在航空航天领域中有着广泛的应用。
例如，纳米材料可以用于制作高性能的传感器，用于监测飞行器的结构变化和环境条件。
此外，纳米材料还可以用于制造轻质、高强度的复合材料，用于制造飞行器的结构件。
通过使用纳米材料，可以提高飞行器的强度、刚度和耐久性，并减轻飞行器的重量。
最后，无人机技术也为新型智能材料在航空航天领域中的应用提供了新的机遇。
无人机具有灵活性高、成本低、作业范围广等优势，使得它们在航空领域中的应用越来越广泛。
新型智能材料在无人机领域的应用主要体现在制造材料上。
例如，使用聚合物基复合材料可以制作更轻、更强度更高的无人机机身；使用形状记忆合金可以制作更灵活、更适应复杂任务的无人机结构件。
复合材料在大飞机主承力结构上的应用与发展趋势
复合材料在大飞机主承力结构上的应用与发展趋势 我站在机场的巨大落地窗前，看着一架架大飞机呼啸着起飞和降落，心中满是惊叹。旁边站着我的朋友小李，他也是个航空迷，我们俩就像两个寻宝者，每次来到机场都试图从这些庞然大物身上发现一些新的奥秘。
“你看那飞机的机翼，你说它是用什么材料做的呢？”我歪着头问小李。 小李推了推眼镜，煞有介事地说：“那可大有学问了，现在很多大飞机的主承力结构都开始用复合材料了呢。这复合材料啊，就像是航空界的超级英雄组合。”
我来了兴趣，“超级英雄组合？这怎么说呢？” 小李笑了笑，眼睛里闪烁着兴奋的光芒，“你想啊，单一的材料就像一个只有一种超能力的超级英雄，虽然厉害，但总归有局限性。而复合材料就像是把好几个超级英雄的能力组合在一起。比如说，碳纤维和树脂组成的复合材料，碳纤维就像大力士，强度超级高，能承受很大的力；树脂呢，就像是柔韧性极佳的蜘蛛侠，把碳纤维紧紧地黏合在一起，让整个材料既有力量又有韧性。这种组合用在大飞机的主承力结构上，就像给飞机穿上了一层既坚固又灵活的铠甲。”
我不禁点头，想象着飞机在天空中飞行，那复合材料的机翼就像坚强的翅膀。“那这种复合材料在大飞机上是怎么个应用法呢？”
小李双手比划着，“你看大飞机的机翼、机身这些主要承受力量的部分。以前啊，大多是用金属材料，但是金属材料有它的问题，太重了。就像一个人背着重重的壳，飞起来多费劲啊。现在有了复合材料，在设计机翼的时候，工程师们就可以根据飞机的受力情况，精确地把复合材料裁剪、拼接，让机翼在最轻的重量下达到最佳的承力效果。而且复合材料还不容易腐蚀，就像给飞机打了预防针，让它在恶劣的环境中也能安然无恙。”
我们正聊得起劲的时候，一个小男孩跑过来，好奇地看着我们。我笑着问他：“小你知道飞机是用什么做的吗？”小男孩摇了摇头。我指着窗外的飞机说：“这里面可有很多神奇的材料呢，就像魔法一样。”小男孩眼睛睁得大大的，充满了向往。 小李接着说：“复合材料在大飞机主承力结构上的应用可是未来的大趋势呢。随着科技的不断发展，复合材料就像一个不断升级的宝藏，还有很多潜力可以挖掘。比如说，现在的研究人员正在想办法让复合材料更加智能。就像给飞机装上一个聪明的大脑，能够实时监测自身的状态，一旦发现有什么问题，就像人感觉到不舒服了一样，马上发出信号。”
十公斤级民用复合材料固定翼无人机结构设计与强度分析
十公斤级民用复合材料固定翼无人机结构设计与强度分析
本文介绍了复合材料力学的基本原理和有限元法在结构设计分析中的应用。
根据微、小型固定翼无人机性能要求,参照《飞机设计手册》和《无人机强度和刚度规范》确定了最大起飞重量为10公斤的民用复合材料固定翼无人机的总体设计参数。
根据无人机的基本设计要求及总体性能参数,对无人机结构进行了初步设计。
确定了动力系统配置、机体结构布局及各部件的几何尺寸。
建立了机翼、机身、平尾、垂尾、翼身连接件、吊舱等结构的三维模型,并进行了全机虚拟装配,审查了结构设计的合理性。
选用T-300 3k双向平纹机织物/934环氧树脂作为机翼、机身、平尾、垂尾等结构的材料。
采用封闭矩形截面缘条盒式梁结构,提高了机翼结构的性能。
采用7075航空铝合金作为翼、身连接件的结构材料。
建立了机翼、机身、平尾、垂尾等结构的有限元模型,采用最大应力强度准则,对机体结构的强度、刚度、稳定性进行了校核。
对机翼蒙皮的碳纤维铺层结构进行了优化,蒙皮减重121.6克,占机翼初始重量的11.94%。
设计、加工了无人机水平尾翼蒙皮和梁缘条的制造模具,采用手工湿法铺贴/真空常温固化工艺对水平尾翼进行了试制。
对水平尾翼进行了静力加载实验。
基于实验数据,采用刚度折减方法对平尾结构有限元模型进行了修正。
修正后有限元模型的应变计算值与实测值的相对误差控制在20%以下,验证了平尾翼
结构有限元模型的可靠性。
对修正了材料参数的全机结构进行了强度、刚度和稳定性校核。
航空航天复合材料应用研发方案
航空航天复合材料应用研发方案第一章引言 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)第二章航空航天复合材料概述 (3)2.1 复合材料定义及分类 (3)2.2 航空航天复合材料的特点 (3)2.3 航空航天复合材料的应用现状 (4)第三章材料研发方向与目标 (4)3.1 材料研发方向 (4)3.1.1 高功能复合材料研发 (4)3.1.2 轻量化复合材料研发 (5)3.1.3 功能性复合材料研发 (5)3.2 研发目标 (5)3.2.1 功能目标 (5)3.2.2 工艺目标 (5)3.3 技术指标 (5)第四章原材料选择与制备 (6)4.1 基体材料选择 (6)4.2 增强材料选择 (6)4.3 复合材料制备工艺 (6)第五章结构设计与应用 (7)5.1 结构设计原则 (7)5.2 结构设计方法 (8)5.3 应用领域分析 (8)第六章功能优化与评价 (8)6.1 功能优化方法 (8)6.1.1 设计参数优化 (8)6.1.2 制备工艺优化 (9)6.1.3 复合材料功能协同优化 (9)6.2 功能评价体系 (9)6.2.1 评价指标 (9)6.2.2 评价方法 (9)6.3 功能测试与分析 (10)6.3.1 力学功能测试与分析 (10)6.3.2 热稳定性测试与分析 (10)6.3.3 耐腐蚀功能测试与分析 (10)6.3.4 电磁功能测试与分析 (10)第七章制造工艺与设备 (10)7.1 制造工艺流程 (10)7.2 关键设备选型 (11)7.3 工艺参数优化 (11)第八章质量控制与标准化 (12)8.1 质量控制体系 (12)8.1.1 概述 (12)8.1.2 质量控制体系基本构成 (12)8.1.3 实施原则 (12)8.1.4 运行机制 (13)8.2 标准化制定 (13)8.2.1 概述 (13)8.2.2 标准化内容 (13)8.2.3 标准化方法 (13)8.2.4 实施步骤 (13)8.3 质量检测方法 (14)8.3.1 概述 (14)8.3.2 检测方法 (14)8.3.3 检测设备 (14)8.3.4 检测流程 (14)第九章环境影响与可持续发展 (14)9.1 环境影响分析 (14)9.1.1 航空航天复合材料生产过程的环境影响 (14)9.1.2 航空航天复合材料使用过程中的环境影响 (15)9.2 可持续发展策略 (15)9.2.1 政策引导与法规制定 (15)9.2.2 产业技术创新 (15)9.2.3 生命周期管理 (15)9.3 环保型复合材料研发 (15)9.3.1 生物基复合材料 (15)9.3.2 环保型树脂体系 (15)9.3.3 碳纤维复合材料回收技术 (16)第十章总结与展望 (16)10.1 研发成果总结 (16)10.2 研发不足与挑战 (16)10.3 未来发展趋势与展望 (16)第一章引言1.1 研究背景我国航空航天事业的快速发展，航空航天器的功能要求不断提高，对材料功能的要求也越来越高。
三角翼型复合无人机技术与应用优势分析
三角翼型复合无人机技术与应用优势分析摘要：作为一款集力量和操控能力于一身的且可以执行任务的新式航空器,无人机因其多变的使用模式而在各个应用领域中拥有着广泛的使用率。
本文首先阐述了复合无人机技术的概念，介绍了目前复合无人机的类型及优缺点，然后从外形、特点等方面重点介绍了三角翼型复合无人机，分析了其在实景三维建模技术、巡检方面、环境监测方面的应用优势，并对未来的应用进行了展望。
关键词：三角翼；复合无人机；应用；优势引言无人机航空遥感信息技术作为空间数据收集的主要技术手段,具备耐久性强、图像即时传送、全高风险域监测、成本低、灵敏度强等优势，也是对卫星遥感信息技术和无人机航空遥感信息技术的有力补充，已应用于军队和民用等领域。
而由于飞行器总体设计科技近一百年的进展,虽然固定翼飞机在大多数实际使用场合中的配置都已接近完善,但其垂直飞行与着陆能力的发展却仍步履蹒跚。
因此，需要对复合翼无人机技术进行更多的研究和创新。
1复合无人机技术概述1.1复合无人机技术介绍固定翼无人机拥有飞行速度快、航行高度高、航行时长的优势。
而旋转翼无人机拥有垂直起落、悬停速度和灵活性高的优势。
而复合翼无人机完美结合了固定翼与旋转翼无人机的优点。
1.2复合无人机分类及特点1.2.1多旋翼固定翼复合构型垂直起降固定翼布局易于实现。
可在现有固定翼平台上增加多旋翼动力部件，增强机翼扭转强度。
控制的优点是控制系统相对简单。
在最简单的情况下，固定翼和多旋翼飞行控制系统可以实现正常飞行。
另外一项不会受到过多注意的好处是向前推动螺旋桨的效率。
多旋翼桨在典型工作下的来流速率与固定翼桨完全不一样,所以翼形和桨距在设计上也具有很大区别。
而一般的工业无人机都采用了固定式齿距桨,因此可以在多旋翼模式下高效工作。
而固定式翼桨由于使用了多旋翼模式,因此老化效率也更低。
因此，在此配置中，多旋翼螺旋桨仅在多旋翼模式下工作，而固定翼桨仅在固定翼模式下工作，这对于螺旋桨的高效应用来说是一个不小的优势。
先进复合材料在航空航天领域的应用
工作研究—122—先进复合材料在航空航天领域的应用余绍伟 张明蕾 罗 杰（贵州航天精工制造有限公司，贵州 遵义 563125）现目前随着我国经济的快速发展，科技水平和综合国力的稳步提升，飞机在我国广大人民群众日常生活当中的作用不断提高，占据着越发重要的地位，特别是近年来我国航天航空事业发展非常快速，是现代社会交通工具的重要组成部分， 飞机具有高效性和稳定性，因此越来越受到我国广大人民群众的喜爱，飞机作为大气层当中的主要航天器材，在军事和经济当中运用成都不断提高。
自从世界上第一台飞机设计完成之后，飞机的制作和结构形式就在不断的发展和改变，类型的型号和类型病毒案的增加，现目前除了极少数特色形式和特殊用途的飞机，许多飞机都是由五大部件组成，即机翼，机身，尾翼，期货和动力装置，他们五个部分各司其职，共同运转保障了飞机的平稳运行。
近年来，先进复合材料已经被广泛应用到众多航空航天器当中，比如飞机、飞船、火箭和卫星等，与此同时，除了原本的金属材料、高分子材料和无机非金属材料三大材料以外，又新增了先进复合材料这一种新型材料。
所以，探讨其在航空航天领域的应用有着至关重要的意义。
1 先进复合材料简介1.1先进复合材料的组成 复合材料是一种新型材料，经复合工艺进行生产得出，其中包括金属、有机高分子和无机非金属等多种材料的同时使用，除了继承到原有组成材料的优势以外，它还可以将各组分的性能融在一起，在相互弥补后，以提高新型复合材料的整体表现。
先进复合材料是高性能增强相增强的复合材料的统称，简称ACM，常见的复合材料比如碳纤维。
与普通钢和铝金属材料相比之下，先进复合材料的各方面性能都更加突出，将其应用到航空航天领域后，既可减轻相关设备的重量，其可防热和吸波等特殊性能皆是源自于此。
1.2先进复合材料的特性 （1）多功能性 经过常年的研究与开发，先进复合材料已经把化学性能、物理性能、生物性能和力学性能等融于一身，而且不同的材料组分也不一样，各自的功能性自然会显现出较大的差别，对于先进复合材料而言，今后必然是朝着多能性与综合性方向进行发展的。
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用
第三阶段 受力复杂
（90年代末开始） 规模大
中机身段、中央翼盒 A380中央翼盒 用量25% B787 机身 用量50%
第四阶段 受力很大
（21世纪初开始） 代替钢结构
起落架用复合材料 F-16 起落架后撑杆 NH-90 直升机起落架
用量发展情况
60%
50%
UCAV 787
Composite Usage
提纲
• 引言 • 碳纤维复合材料在航天应用 • 碳纤维复合材料在航空应用 • 国产碳纤维复合材料应用基础研究进展 • 结语
引言
高比强高比模的碳纤维复合材料成为航空航天器用的 最重要结构材料之一
铝合金
钢 钛合金 复合材料
引言
应用效益
➢ 大幅度减重 20％－30％
增加有效载荷 提升飞行器功能 增大航程、 降低油耗
外 翼
改进提高
指导
国产碳纤维复合材料 航空结构应用标准
高效可靠 应用
支撑
•碳纤维性能分散性的发展
第一阶段： 2005年06月—2007年04月
第二阶段： 2007年05月—2008年02月
拉伸强度
拉伸模量
第三阶段： 2008年03月—2009年05月
➢ 稳定性逐步提高 ➢ 与进口碳纤维水平相当
•CCF300单丝的综合力学性能测试 常规性能测试
➢ 可设计性
前掠翼、颤振、承力/隐身一体化
➢ 结构整体优化
翼身融合、整体成型减少零件数
➢ 降低全寿命成本
B787机体维护成本与B767相比大幅下降
引言 The Evolution of Composites
复合材料研究领域 纤维 树脂 复合材料力学 耐久性 环境考虑 工艺与制造 应用 成本效益 设计方法 验证
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复合材料结构与功能及在无人机领域的应用
发表时间：
2019-11-26T16:24:20.383Z 来源：《中国西部科技》2019年第21期 作者： 聂俊
[导读] 随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文介绍了先进树脂基复合材料的优点及在无人机领域的发展现状，包括复合
材料在军用无人机、民用无人机的使用情况。分别分析了复合材料在无人机机身、机翼部件中结构与其功能之间的关系，以及该设计的必
要性。介绍了不同复合材料无人机部件的制造工艺，展示出了复合材料在无人机领域应用的主要优势及必要性。
聂俊
亿航智能设备（广州）有限公司
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文介绍了先进树脂基复合材料的优点及在无人机领域的发展现状，包括
复合材料在军用无人机、民用无人机的使用情况。分别分析了复合材料在无人机机身、机翼部件中结构与其功能之间的关系，以及该设计
的必要性。介绍了不同复合材料无人机部件的制造工艺，展示出了复合材料在无人机领域应用的主要优势及必要性。
关键词：复合材料；无人机；结构；功能；制造工艺
引言
近年来，无人机以其体积孝任务灵活等独特优势占据了军用、民用无人机市常在军用方面，无人机已广泛应用于侦察监视、通信中
继、空中预警、电子干扰、火炮校射、攻击格斗等诸多军事行动中。在高技术局部战争的推动下，未来战争的作战环境和作战模式都将发
生突飞猛进的变化，无人机的生存能力和作战效能也需要进一步提高。在民用方面，无人机应用于公共安全、海洋、气象、公路巡检、农
业和通信中继等。在上述无人机中，均大量使用各类性能优异的复合材料来提升无人机的核心性能。飞机发展的历史表明，
"一代材料，一
代飞机
"，未来无人机的研制，应用复合材料无疑将是其发展趋势。虽然先进结构复合材料得到了广泛的应用，但是相关的结构设计方法、
制造技术、维修维护技术却未能跟上材料发展的步伐。对于无人机这样的复杂结构系统，为进一步降低无人机结构重量系数，提升无人机
结构性能，如何更好的提升结构设计、制造工艺和维修维护仍是一个值得研究的课题。
1复合材料的结构与功能及在无人机领域的应用
典型的无人机用复合材料主要的结构有层合板结构及夹芯结构。机身一般由蒙皮、加强筋、横向框所组成。其中，蒙皮一般为复合材
料夹芯结构，加强筋为复合材料层合板结构。机翼多为层合板梁结构、层合板墙结构、全高度泡沫夹芯结构、层合板空腔结构等。蒙皮的
复合材料夹芯结构一般由外面版、内面板、芯材组成。其中：（
1）内、外面板由连续纤维增强热固性复合材料层合板组成，为整个车身提
供力学性能。同时，通过对其进行合理的树脂体系选择赋予车身良好的物理性能（阻燃、耐紫外线、耐候性等）；通过对其进行纤维种
类、铺层方式、层数的选择，赋予机身较好的强度、刚度、抗冲击等力学性能。常用的增强纤维有碳纤维、玻璃纤维或
2种纤维的混杂等，
常用的树脂体系有环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰胺树脂等。（
2）夹芯结构的引入降低了机身的重量、提高了机身的刚度，同时也赋予机
身降噪、隔热、隔音、阻尼等性能。对强度、刚度要求相对较低、形状规则、大曲面的部件通常使用蜂窝夹芯结构，如低速无人机前翼、
垂尾等。而对形状复杂、小曲面的部件通常使用泡沫夹芯结构，如无人机升降舵、方向舵等。对强度要求高一些的部件可以使用轻木夹芯
结构。对强度、刚度要求均比较高的部件可使用复合材料层合板结构做
T型梁、L型梁，如无人机的机翼挡板、尾翼挡板、整流罩、机身龙
骨等。为了增加机身、机翼的防撞性、刚度、抗扭转等力学性能，经常采用
"厚蒙皮加筋"的设计理念。即在垂直于机身蒙皮或机翼的方向使
用加强筋条，以提高结构的承载能力。因此，对机翼而言，对强度、刚度要求比较高时常采用层合板梁结构或层合板墙结构。同时，对机
身而言，加强筋条也起到与机身各部件连接装配的作用。机身的内、外面板纤维大部分铺层都以对称方式进行堆叠，正反表面都为
±45°方
向的纤维，中间纤维方向以
0°为主，这样的铺层设计可以更好地发挥纤维的物理性能，提高侧向刚度及强度，防侧撞表现会更优异。±45°
纤维铺放在表层，提高了结构抗扭、冲击性能。其中，受制造工艺影响，纤维体积分数可在
40%至60%之间。而加强筋或梁、墙结构纤维
大部分以
0°为主，这样的铺层设计可以更有效的提高结构的轴向强度、刚度。但在某些情况下，可以与±45°纤维以对称方式堆叠提高结构
的抗扭、疲劳性能。
2 复合材料结构与功能及在无人机领域的应用
2.1低成本复合材料技术
在无人机的技术研发中，由于其无需考虑"人"的作用，因此，其在技术应用方面的局限性更少，相关技术也更加先进。在最初，复合材
料的生产难度较大，且成本较高，这在很大程度上阻碍了复合材料的进一步推广应用。然而低成本复合材料技术的研发有效扩大了复合材
料应用范围，使其成为目前无人机上应用最为广泛的材料。根据西科斯基公司的研发成果表明，通过知识工程、结构数字化设计等技术生
产出来的复合材料，其成本更低，甚至只有原来的
50%。另外，低成本的成型技术也是有效降低无人机造价的主要手段之一，例如美国
Aurora
公司的热压罐成型法，其就通过2.4米的直径与7.8米的长度，制造出了"全球鹰"的大型结构。然而该种方法也不可避免存在一定的缺
点，该项技术的成本较高、消耗较大，且还会在很大程度上受到成型设备形状的影响，尤其对于部分体积较大的零部件。
2.2低成本材料技术
复合材料的原材料主要是纤维、树脂等材料的预浸料。低成本材料技术包括预浸料低成本制造技术、大丝束纤维增强材料的选用、中/
低温及快速固化增韧树脂体系的开发、Ｒ
TM树脂体系以及混杂复合材料结构的应用等。在树脂材料方面，优化配方及预浸料制备技术，固
化后的材料孔隙含量可得到有效控制，承力结构件的孔隙含量能低于
2%。但传统预浸料一般由热压罐成型，由于热压罐设备自身成本较
高，所以传统的预浸料技术是一种高成本技术。近年来，热压罐外固化预浸料
(OOAprepreg)技术快速发展，OOA预浸料节省了热压罐设备
费用，在烘箱内即可完成固化。例如，波音
787选用日本东丽公司的3900-2/T800预浸料，选用24k碳纤维，显著降低了材料成本;美国
Cytec
公司的Cycom5320-1型OOA预浸料固化后性能与热压罐成型相当;国内中航复合材料有限责任公司开发了BA9913系列、LT-03系列等
OOA
预浸料，已在各种机型上得到广泛应用。尽管取得一系列成果，但是复合材料的高成本依旧是制约无人机企业发展的一个不可忽略因
素。
2.3热压罐成型
采用热压罐成型工艺所制造的无人机复合材料构件的相对质量更轻、力学性能出色、内部质量较好且树脂的含量较为均匀。对于速度
要求较高的无人机的复合材料构件和主要承重构件多采用热压罐成型工艺进行生产制造。但是热压罐成型技术也存在一定的不足，该工艺
对于设备的要求较高，前期投入和加工过程成本都比较高，经济性相对比较差。对于预算有限的无人机生产制造，常常会选择低温低压成
型技术代替该技术，但是综合来说热压罐成型工艺仍然是复合材料高性能成型工艺。热压罐成型工艺的辅助材料按照模具、隔离材料、挡
块、毛坯、吸胶材料、盖板、透气毡、真空袋和密封胶带的顺序进行装袋。复合材料的热压罐成型过程中树脂的流动、热传递、化学交联
和空隙形成等相互影响相互作用，增加了热压罐成型工艺控制的难度，容易出现贫胶、高孔隙率等加工缺陷。为了保证复合材料构件的质
量，必须要对热压罐工艺的压力、温度曲线进行良好的控制。目前相关学者和业界技术人员也建立了可以模拟热压罐成型过程中动力学变
化、树脂流动以及热传递等现象的模型来对实际生产进行指导。
结语
本文探究了复合材料在无人机领域的应用情况及无人机部件结构与功能的关系。通过论述复合材料部件的生产工艺，对其发展应用进
行了思考。复合材料能为无人机降低重量、减少燃油成本，提高飞机的续航能力，同时赋予无人机部件足够的机械性能，产品质量更优。
但同时也对相关技术提出了更高的需求，如制造工艺低成本化、制造技术高精度化，结构与功能高匹配化。这需要国家加大这方面的投
入，提高自身的科技创新水平，相关企业与个人也要提升科学文化素养。我认为，在不久的将来，复合材料将逐步取代传统材料，在各行
各业特别是无人机领域的应用会越来越广。
参考文献
[1]石庆华,曹正华.无人机的聚合物基复合材料设计与关键技术.航空制造技术,2010(24):40-43.
[2]潘荣华,宋国栋,杨学永.无人机复合材料结构和制造工艺[J].南京航空航天大学学报,2009,Vol.41.