碳纖維復(fù)合材料成無人機的主力材料
來源：新材料研習(xí)社
無人機的輕量化需求促使其機體材料不斷地更新?lián)Q代，繼鋁合金、鈦合金等輕質(zhì)化金屬材料之后，碳纖維復(fù)合材料成為無人機的“主力”材料，可以說，以碳纖維復(fù)合材料為核心的無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造技術(shù)成為無人機發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)。
警用碳纖維無人機
新型警用裝備無人機采用碳纖維外殼，具有起降迅速、使用靈活、人員傷亡風(fēng)險低、費用不高等優(yōu)勢，可現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)并迅速傳送到指揮中心，跟蹤事件的發(fā)展態(tài)勢，供指揮者進行判斷和決策。此類無人機還可以多角度大范圍地進行現(xiàn)場勘察，這是一般監(jiān)控設(shè)備無法比擬的，尤其是對突發(fā)事件等特殊情況的實時掌握具有重要的作用。
警用無人機采用碳纖維復(fù)合材料外殼有哪些優(yōu)勢?首先，無人機機動性能必須很強，碳纖維外殼可以有效降低無人機的自重;其次，警用無人機必須適應(yīng)特殊地形、災(zāi)害天氣等特殊環(huán)境，例如非常適用于氣體泄露等對人體有害的環(huán)境下，碳纖維材料蠕變小、耐腐蝕性強，有助于延長機體的受用壽命。警用無人機是對公安警務(wù)活動傳統(tǒng)局限、不足局限的一個彌補，對于提高警務(wù)效率、減少惡劣條件下警員的傷亡率非常有效。從2015年的500架，到2018年的7000余架，警用無人機的應(yīng)用正呈幾何式增長。
農(nóng)用植保/噴灑農(nóng)藥型碳纖維無人機
噴灑農(nóng)藥型的碳纖維無人機在作業(yè)時能保證更好的藥液噴灑均勻度，其霧滴穿透力比機車噴藥更高，例如，采用碳纖維無人植保機對棉花進行脫葉劑噴灑，平均的脫葉率能達到90%以上，而且，植保機不會像機車那樣對棉花植被造成損傷。
碳纖維復(fù)合材料制作的機體外殼能用極輕的自重幫助無人植保機實現(xiàn)大容載量和更長的續(xù)航能力，將植保作業(yè)效率提升至新高度。以一款容量16L的碳纖維植保機為例，該植保機有8個噴頭，噴幅范圍可達到7米，最快一分鐘流量能噴4.8L，在實際作業(yè)中，一個小時能完成150 畝地。
數(shù)據(jù)顯示，目前我國的保無人機保有量超過3萬臺，2018年作業(yè)面積約2.67億畝次，總體可減少農(nóng)藥使用量20%以上、節(jié)省用水90%以上，提高農(nóng)藥利用率30%以上。
測繪用碳纖維無人機
隨著無人機與數(shù)碼相機技術(shù)的發(fā)展，基于無人機平臺的數(shù)字航攝技術(shù)使測繪用無人機在基礎(chǔ)測繪、土地資源調(diào)查監(jiān)測、土地利用動態(tài)監(jiān)測、數(shù)字城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測繪數(shù)據(jù)獲取等方面具有了更加廣闊的應(yīng)用前景。
在測繪用無人機中，碳纖維復(fù)合材料憑借重量輕、強度大的優(yōu)勢同樣可以發(fā)揮出突出的作用。如果在測繪任務(wù)中遇到路況差，車輛難以通行的情況，測繪人員就要徒步攜帶無人機前往，這時無人機的重量必然是越輕越好。而且，行業(yè)用無人機的造價都很貴，測繪無人機中用于三維測繪等任務(wù)的設(shè)備都價格不菲，一旦機體有損壞，造成的經(jīng)濟損失就很大，因此，機體本身的穩(wěn)定可靠就顯得尤為重要。雖然一般測繪用的設(shè)備主要是微單和單反相機，大約只需要1公斤左右的載荷。不過，有些搭載激光雷達的測繪無人機對載荷有著比較高有要求。例如，LIDAR、IMU、相機加一起大概有5公斤。這時自重極輕的碳纖維復(fù)合材料機體就可以實現(xiàn)更多的載荷，并在同等載荷下，實現(xiàn)更長的續(xù)航能力。
