第六章复合材料在无人飞机上的应用状态

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1、课题目的与要求重点难点教具第六章复合材料在无人飞机上的应用状态明确复合材料在无人ts机上的应用程度和现状使用复合材料制造无人机是的该机种具有了特别突出的优势熟悉全复合材料无人机在未来战争、救灾和特殊环境下的应用特点明确复合材料已经成为制造无人机不可或缺的基础了解复当前国内外无人机的发展状态、应用领域和主要特点使用复合材料制造无人机是的该机种具有了特别突出的优势熟悉全复合材料无人机在未来战争、救灾和特殊环境下的应用特点明确复合材料已经成为制造无人机不可或缺的基础了解复当前国内外无人机的发展状态、应用领域和主要特点复习

2、提问明确复合材料在无人飞机上的应用程度和现状使用复合材料制造无人机是的该机种具有了特别突出的优势知点查置业后忆新识考布作课回明确复合材料在无人飞机上的应用程度和现状使用复合材料制造无人机是的该机种具有了特别突出的优势课堂布置熟悉全复合材料无人机在未来战争、救灾和特殊环境下的应用特点明确复合材料已经成为制造无人机不可或缺的基础V.XIyi备教员美国RQ-4A全球鹰无人机MFX-2“柔性蒙皮”变形无人机进其V-5图8尾翼典型结构切面1.概述小型无人机结构的主要功能是保持气动外形及舱室形状，承受机气动载荷、发射回收产生

3、的集屮载荷以及机载设备的质量力，为机载设备提供一个良好安装平台。飞机结构在满足强度、刚度的前提下，还应满足電量轻、成本低、工艺性好等要求。小型无人机由于其低风险、低成本及总体尺寸较小的特点，使一些新材料、新式构型与新型结构设计应用成为可能。利用先进复合材料实现结构/功能一体化、采用夾芯壁板的硬壳式结构，减少机体内部骨架支持的结构形式，可以提高机体内可用空间，增大设备空间、油量，同吋降低结构重量系数，另外，整体壁板的结构形式，便于实现复合材料结构/功能一体化。复合材料优良的性能、显著的减重效益及良好的整体成型工艺性，

4、为小型无人机减轻重量和降低制造成本提供了更大的可能性，使其逐渐成为了小型无人飞机的主体材料。2.小型无人机新型结构型式2.1.主要结构新型构型与新型结构没计小型无人机采用泡沫夹层结构等新式构型，泡沫夹层结构重量轻、具冇较大的弯曲刚度和强度。泡沫夹层结构是承载效率较高的结构形式，对于小型无人机，不仅一般结构可以采用，主要承载结构也可采用，而且，一般情况下，面板采用玻璃纤维复合材料，就能满足强度要求。泡沫夹M结构由上卜*薄复合材料面板、泡沫芯和胶粘剂组成，胶粘剂将面板和芯材胶接成一个整体，如阁1所示。（而板主耍承受而内

5、拉仲、压缩和而内剪切；芯材支持面板承受垂直于面板的压缩应力，并能防止面板在侧压载荷下产生屈曲（芯材承受压缩和剪切载荷）。泡沫夹层结构薄复合材料面板根据载荷大小可选用玻璃布或碳纤维：1）玻璃布成本低，粘接成型工艺性好，可在常温下进行粘接固化，但强度性能相对要差一些，适用于载荷较小、重量/刚度要求较低的部件；2）碳纤维成本相对较高，需高温高压阎化，热压罐成型，工艺复杂，但碳纤维强度性能较好，适用于载荷较大、重量/刚度要求高的部件。泡沫芯可选用NOMEX蜂窝、ROHACELL泡沫板和硬质聚氨脂泡沫：1）NOMEX蜂窝夹芯

6、优点是比强度、比刚度大，价格便宜，工艺方法成熟，缺点是制造曲板较网难，蜂窝与形面贴合较难，需铣切加工，因蜂窝较软，不易装夹，加工W难；蜂窝为开畅式结构，蜂窝内易积水等液体，蜂窝与内、外玻璃钢面板胶接成形后，不易排除，在高空底温环境下结冰，易涨破面板，造成面板脱胶，从而破坏壁板蒙皮结构；蜂窝与壁板胶接面较小，蜂窝内需预浸一定厚度的胶粘剂，才能保证胶接强度，蜂窝PJ预浸的胶粘剂的厚度不容易控制，因此，胶接重量难以控制，这是蜂窝夹芯结构超重的主要因素之一。2）在相同密度下，ROHACELL泡沫是强度和刚度最高的泡沫材料。

7、ROHACELL泡沬板为闭孔结构，各昀同性，平面和横h'd、法h'd都冇较高的剪切模量,横向、法向变形小；100%闭孔泡沬，不易受潮和进水；可加温软化成型与面板贴合,成型性能好；ROHACELL泡沫板为闭孔结构，低树脂吸收率，而降低树脂吸收率，在一定程度上会优化夹层结构的重量，减少面板和芯材之问的树脂量，使之与壁板胶接面大，胶粘剂厚度均匀，从而提高胶接强度。議fcl>3-坡助加P5^KH-I-J^3-48SOXIl

8、工芯材外形，结构形式、工艺方法简单，缺点是发泡性能不稳定，注射填充时泡沫芯材密度不易控制，容易超重，影响结构的重心分布和结构刚度。1.1.机身新型结构形式无人机机体结构设计主要是选择合理的结构型式，应力求设计简练、传力合理,结构重量轻和制造工艺性好，常规布局的机身典型结构型式为梁式结构和壁板式蒙皮结构（无梁）。粱式结构是常见的机身结构形式（如图2所示），由纵