碳纤维在快递无人机中的特殊作用

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说到碳纤维在快递无人机中的特殊作用快递无人机对续航时间和载重负荷有明确的需求,碳纤维是其机体材料的不二选择。

碳纤维在快递无人机中的特殊作用

碳纤维在快递无人机中的特殊作用

2021年中午,在福建省莆田市山亭镇,阿里巴巴菜鸟网络试飞了由18只无人机组成的跨海无人机快递群组,在空中呈三角形编队,迎着六七级的阵风,满载湄洲岛居民下单的六箱货品,结果仅耗时9分钟就成功飞越海峡,成功地为农村淘宝提供了多样化的物流服务。 当然,快递无人机在具体的实际应用中还存在着许多问题,比如安全问题,在无人机设计方面这就是个难题,洛桑联邦理工学院推出了一款新型无人机,一次飞行距离可达2千米,专门用来投送不超过500克的包裹。这款无人机能自动避让障碍物,能飞到不平整甚至陡峭的目的地。它最大的创新是它自带保护笼,保护笼由碳纤维材料构成,在飞行过程中整个无人机和包裹都处于保护笼中,如果途中遇到任何意外,保护笼都可以起到很好的防护作用;它还能保护收件人不被旋转中的螺旋桨伤到,因为整个螺旋桨结构都处于保护笼内部,而内置的电路会确保只有螺旋桨停止转动后,保护笼才会收起。保护笼的结构参考折纸概念设计,可以一步折叠、快速收起。收起后的无人机体积将缩小92%,可以轻易放入普通背包中。 上述的无人机虽然在安全上有所保障,但是荷载过小,远远不能满足绝大多数的快递运送需求。可运送10公斤以内货物,飞行高度达到300米—500米之间是国内快递对无人机的基本要求。 除了安全问题和荷载能力,还有一个续航能力的问题。目前用于物流的无人机分为油、电两种,使用较多的还是电力无人机。首先,电力无人机价格相对较便宜,售价在几千至上万元不等。燃油的无人机价格则在几万甚至十几万元之间。同时,燃油无人机体型较大、不太灵活,在物流领域中较少使用。从目前正在推广应用的电力无人机来看,平均充电一次后,10分钟可以飞行10公里左右。也就是说,考虑到回程,电力无人机的运送范围在5公里以内。如果作为使用高频率的快递无人机,这种续航能力是远远不够的,不能只送2-3个包裹后,就要充电才能继续使用。 针对这些问题,无人机制造商一方面通过优化设计和寄希望于更高品质的电池系统,另一方面更有赖于更大程度上使用轻量化的无人机制造材料。使用轻量化的材料,就等于直接减轻无人机的自重,能够为荷载或者电池部分腾出更多的空间。我公司为客户量身定制的碳纤维复合材料无人机机壳,整个壳体不到800克,减重效果非常明显。除了机壳,机体臂架、螺旋桨、主机板等部分都可以使用碳纤维复合材料。上述的洛桑联邦理工学院开发的无人机的环绕型保护笼也是使用了碳纤维复合材质,这种高度轻量化材料可以避免过多地增加无人机的运载负担,同时提供更高的强度和韧性保证。 虽然现在还受低空物联网系统、空域管制等局限,碳纤维无人机快递还不能直接应用于消费者终端环节,但是随着无人机技术的进一步发展和市场需求的日益强烈,消费者亲手从无人机上收货的那一天应该就在不远的将来。

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