今天是个好日子,9月28日,第13届中国航展在广东珠海国际航展中型正式开幕,歼20、运20、歼16D等纷纷亮相,还有一大批无人机闪亮登场,彩虹4、彩虹6、彩虹10和翼龙2真机到场,无数军迷肯定炸锅了。金洋6新材料提醒大家一下,这些高端的无人机上可都是有碳纤维复合材料的。
 
大批无人机亮相13届航展,其中也有碳纤维
 
    军用无人机性能出众与材质有关
 
    军用无人机肩负侦查和打击与一体,是非常重要的军事手段。现在的无人机已经发展出了多种用途,如彩虹10无人机就是垂直起降,灵活性更高,而彩虹4飞行距离更远,可达3500公里,军用无人机通常会配备多枚导航,实现无人操纵远距离精准打击。
 
    为什么无人机会具备如此出色的性能?与无人机的设计理念和制造工艺有关,同样与先进的材料密不可分。军用无人机的制作材料有多种,如铝合金、玻璃纤维、碳纤维、塑料等,其中碳纤维复合材料的综合性能更强,可以实现轻量化和高强度兼得,是不可多得的新型材料。
 
大批无人机亮相13届航展,其中也有碳纤维
 
    碳纤维复合材料为什么能应用在军用无人机上?
 
    1、质量轻,强度高:碳纤维的密度为15-2.0g/cm3,相当于钢材密度的四分一,铝材的二分之一,是实现轻量化的优质材料。碳纤维复合材料独特之处在于不仅重量轻,强度也非常大,最常见的T300碳纤维,抗拉强度达到3000MPa,是钢的四倍之多,塑料更是不能与之相比。
 
    2、耐腐蚀:碳纤维是经过2000-3000℃高温石墨化处理形成的类似石墨晶体的微晶结构,该结构本身就具有极强的耐介质腐蚀性,并且,碳纤维是一种非金属材料,电化学活性不高,在一些酸碱盐中弹性模量、强度等方面的优秀性能基本上无变化。因此,作为增强材料来说,碳纤维在耐腐蚀能力有足够的保证。
 
    3、抗疲劳能力强:碳纤维复合材料本身抗疲劳性能优异,是自身抗拉强度的60%左右,而金属的抗疲劳能力只有自身抗拉强度的25%左右,这一来一回,可以相差10倍之多。
 
    4、可设计性好:金属材料通常呈各项同性,有屈服或条件屈服现象。而碳纤维材料可以通过层合板理论,选择单层的铺设角、铺层比、铺层顺序。可根据载荷分布特点,针对性设计来获得需要刚度和强度性能,而传统金属材料只能通过加厚来实现。同时,层合板性能裁剪设计不仅可以获得所需的面内刚度和强度性能,还可以获得独特的面内与面外之间的耦合刚度。
 
    碳纤维复合材料在军用领域的实例可不止碳纤维无人机一种,多种导弹弹头上也有,歼20隐身战机上有大量的部件都使用碳纤维复合材料,“黑色黄金”贵确实是有道理的。
 
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