為了適應(yīng)當(dāng)下高強(qiáng)度、高科技和高信息化作戰(zhàn)，以及越來(lái)越依靠網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)環(huán)境要求而衍生出的新型軍用飛機(jī)—軍用無(wú)人機(jī)。作為新一代的無(wú)人偵探、無(wú)人作戰(zhàn)的新一代軍用機(jī)，目前已有幾十個(gè)國(guó)家對(duì)此進(jìn)行研發(fā)，并且有五十多個(gè)國(guó)家將軍用無(wú)人機(jī)列入了軍用裝備中。
碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、比模量高、抗疲勞性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在航天制造業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)，也逐漸開始嘗試將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于軍用無(wú)人機(jī)中。但軍用無(wú)人機(jī)是工作環(huán)境是瞬息多變的戰(zhàn)場(chǎng)，需要執(zhí)行復(fù)雜的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)任務(wù)，這也對(duì)碳纖維復(fù)合材料提出了更加嚴(yán)苛的要求。為此，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行突破。
1、一體化成型集成技術(shù)
在軍用無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)中要綜合考慮外形構(gòu)造、機(jī)械強(qiáng)度、氣動(dòng)特性、安全性能等多方面之間的交叉耦合關(guān)系，從而在的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、使用和維護(hù)等諸多方面需要開展多個(gè)層次上的一體化集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以便保證無(wú)人機(jī)不僅具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能，而且還具有穩(wěn)定的電磁兼容性和較高的雷達(dá)隱身特性。
碳纖維復(fù)合材料在軍用無(wú)人機(jī)上的使用，一方面為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化的實(shí)現(xiàn)提供了更加廣闊的操作空間，這是因?yàn)榛跀?shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)，可以對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行氣動(dòng)彈性剪裁設(shè)計(jì)和大面積整體化成型；另一方面，碳纖維和其他基體材質(zhì)可以進(jìn)一步復(fù)合成結(jié)構(gòu)/阻尼、結(jié)構(gòu)/隱身、結(jié)構(gòu)/防熱等結(jié)構(gòu)/功能一體化碳纖維復(fù)合材料，并且還可在碳纖維復(fù)合材料的內(nèi)部嵌人智能材料，提高無(wú)人機(jī)的自診斷、自適應(yīng)和自修復(fù)的能力。
2、損傷容限失效評(píng)估技術(shù)
相比于有人機(jī)，軍用無(wú)人機(jī)盡管不需要考慮人的生理承受能力，可以設(shè)計(jì)較低的安全系數(shù)（1—1.5），并且還可以設(shè)計(jì)較大的過載荷系數(shù)（15—20g），但是對(duì)于以碳纖維復(fù)合材料為主體結(jié)構(gòu)的無(wú)人機(jī)，尤其是大面積整體化碳纖維的使用，往往容易發(fā)生由微觀損傷演變成宏觀失效，并且由于成型工藝的不穩(wěn)定性，加大了碳纖維的質(zhì)量控制難度。
因此建立碳纖維的損傷容限失效評(píng)估模式，確定碳纖維的疲勞壽命和無(wú)人機(jī)的使用壽命，積累相關(guān)的性能數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗(yàn)，以及制訂新的計(jì)算準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)規(guī)范，將對(duì)軍用無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試飛驗(yàn)證等諸多方面具有積極的指導(dǎo)。
3、低成本技術(shù)
無(wú)人機(jī)相對(duì)于有人機(jī)的一大技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是制造成本低，因此從軍用無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)出發(fā)，大力發(fā)展低成本材料技術(shù)、低成本設(shè)計(jì)技術(shù)以及尤為重要的低成本制造技術(shù)，將會(huì)顯著地?cái)U(kuò)大碳纖維在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用范圍。
目前，國(guó)內(nèi)外眾多無(wú)人機(jī)廠家已經(jīng)普遍地將關(guān)注點(diǎn)由碳纖維的性能轉(zhuǎn)入到低成本制造技術(shù)，由此也開發(fā)出自動(dòng)帶料鋪層、自動(dòng)纖維纏繞、樹脂傳遞模塑（RTM）、預(yù)浸料技術(shù)、電子束固化等低成本制造技術(shù)。挪恩復(fù)合材料也積極優(yōu)化加工工藝，降低碳纖維使用成本，以挪恩復(fù)材為國(guó)內(nèi)某無(wú)人機(jī)廠商定制的碳纖維外殼為例，不僅在輕量化方面滿足需求，而且成本方面也相較早期同類型產(chǎn)品低約10%。
碳纖維自身優(yōu)良特性和良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性，為軍用無(wú)人機(jī)的發(fā)展提供了新的解決思路，也是目前最好的解決方案之一，因此碳纖維復(fù)合材料在軍用無(wú)人機(jī)方面的應(yīng)用前景必將十分廣闊，同時(shí)這也將從根本上對(duì)軍用無(wú)人機(jī)的生產(chǎn)制造和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大沖擊。
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