碳纖維復(fù)合材料正逐漸成為無(wú)人機(jī)制造商的首選，這已成為當(dāng)前迫切的需求。碳纖維棒、預(yù)浸碳纖維管和數(shù)控加工的碳纖維部件正逐漸取代鋁或玻璃纖維，成為農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴灑器的標(biāo)準(zhǔn)配置。

有效載荷和飛行時(shí)間問(wèn)題

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴灑器機(jī)身每增加一克重量，有效載荷或飛行時(shí)間就會(huì)減少一克。一名無(wú)人機(jī)操作員每天大概可以噴灑300畝左右的土地，幾分鐘就能完成過(guò)去一個(gè)團(tuán)隊(duì)需要幾個(gè)小時(shí)才能完成的工作。這種效率完全取決于無(wú)人機(jī)攜帶更重的農(nóng)藥或肥料罐，并且在兩次充電之間能夠保持更長(zhǎng)的飛行時(shí)間。

碳纖維從材料層面解決了這個(gè)問(wèn)題。碳纖維棒材和管材擁有無(wú)人機(jī)制造商目前可用的所有結(jié)構(gòu)材料中最高的強(qiáng)度重量比之一。這意味著機(jī)身、機(jī)臂和吊桿結(jié)構(gòu)可以做得更輕，同時(shí)又不犧牲承載滿(mǎn)載噴灑罐和抵抗旋翼和泵振動(dòng)所需的剛性。

為什么碳纖維桿和管的性能優(yōu)于鋁合金和玻璃纖維桿和管材

鋁材價(jià)格實(shí)惠且易于加工，但單位強(qiáng)度下重量較重，在反復(fù)振動(dòng)下容易產(chǎn)生疲勞裂紋，并且在反復(fù)田間使用中暴露于肥料、農(nóng)藥和水分時(shí)會(huì)發(fā)生腐蝕。

玻璃纖維比鋁輕，但缺乏噴桿和臂所需的剛度，這些部件必須在噴灑作業(yè)過(guò)程中承受轉(zhuǎn)子扭矩和有效載荷擺動(dòng)時(shí)保持剛性。噴桿的彎曲會(huì)直接導(dǎo)致噴灑模式不一致，從而影響田間覆蓋率并增加藥品浪費(fèi)。

碳纖維桿以及預(yù)浸料和拉擠成型的碳纖維管材均能有效解決上述兩個(gè)缺點(diǎn)。它們兼具高剛度和輕量化，完全耐受農(nóng)用化學(xué)品的腐蝕，并在多次飛行循環(huán)中保持尺寸穩(wěn)定性。對(duì)于可能需要在整個(gè)農(nóng)業(yè)季節(jié)每天執(zhí)行多次任務(wù)的噴灑無(wú)人機(jī)而言，這種耐用性直接轉(zhuǎn)化為更低的維護(hù)成本和更少的機(jī)架更換次數(shù)。

碳纖維部件在噴霧無(wú)人機(jī)中的應(yīng)用位置

在農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴霧器制造中，碳纖維桿和管被應(yīng)用于幾個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)點(diǎn)。

無(wú)人機(jī)的機(jī)械臂和噴桿受益最為直接。拉擠成型的碳纖維管提供了必要的剛性，即使無(wú)人機(jī)滿(mǎn)載油箱并在崎嶇不平的田野地形上飛行，也能確保電機(jī)對(duì)準(zhǔn)和噴嘴穩(wěn)定。

起落架和機(jī)架支撐也受益于碳纖維桿，其高剛度和低重量可減少飛機(jī)在崎嶇的農(nóng)田上反復(fù)起降時(shí)機(jī)身所承受的壓力。

CNC加工的碳纖維部件使無(wú)人機(jī)制造商能夠?qū)⒕馨惭b座、支架和連接器外殼直接集成到機(jī)架設(shè)計(jì)中。這減少了單獨(dú)的金屬緊固件和連接件的數(shù)量，進(jìn)一步降低了總重量，并減少了現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械故障點(diǎn)。

預(yù)浸碳纖維管由多層單向和多向纖維構(gòu)成，特別適用于噴桿臂和伸縮結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谶@些結(jié)構(gòu)中，負(fù)載下的彎曲剛度對(duì)于噴灑精度至關(guān)重要。