Поговорим о материалах, из которых можно делать фюзеляжи малых БПЛА (весом до ≈20 кг).
#учебка
#учебка
Если отбросить экзотику и авиамоделизм, то варианта всего 4.
1. Композиты (рис. 1-2). В общем случае это пропитанная смолой ткань (стекло, базальт или карбон – не важно), выложенная на матрице. Далее, застывшую ткань обрабатывают и получают красивую заготовку как на рис. 2. Разумеется, качественное изделие делают в вакууме – это позволяет дегазировать смолу. Лёгкие фракции просто закипают и выходят из смолы при пониженном давлении, а также выходит воздух изнутри волокон тканей. При возвращении давления смола всасывается в ткань и глубоко её пропитывает.
Важным преимуществом такой технологии является и то, что направлением плетения ткани можно менять механические свойства детали в разных направлениях. В одном направлении делать жёсткой, в другом – упругой. Для крупных БПЛА (более 20 кг) композиты не имеют конкуренции.
2. Сотопласты. В общем случае это лист, составленный из двух тонкий пластин, между которыми тонкой плёнкой выложены соты. На рис. 3 сотопласт производства Южмаша, на рис. 3.1 – производства Казани.
Сотопласт термопрофилируем. То есть, лист укладывается на форму, прогревается воздухом и инфракрасными излучателями, после чего выкладывается по форме с помощью вакуума или иными способами. Технология мало чем отличается от профилирования пластиков. На выходе получаем сложно выгнутую деталь с объёмной структурой. Последняя версия БПЛА Беркутчи делалась из сотопласта.
Сотопласт легче композита, при этом, мало уступает ему по прочности. Но с ростом размера детали падает и её прочность. И если выкладку композита можно менять по площади детали, то с сотопластом такой фокус не пройдёт. Поэтому считаю его применимым для БПЛА массой до 5 кг или чуть больше. Особенно хорошо материал показывает себя на летающих крыльях.
3. 3D печать. Технологии 3D печати развиваются столь стремительно, что тут сложно подвести общий знаменатель. На рис. 4 показано объёмное крыло, напечатанное структурой, напоминающей костную ткань. На рис. 5 цельнопечатанный дрон.
Активно развиваются проводящие составы для 3D печати. Их применение позволяет формировать проводку в объёме печатаемой детали. После печати фюзеляжа останется лишь установить блоки в нужные места и они окажутся соединены между собой без дополнительных усилий. Технологичность просто зашкаливает! Но, увы, пока это всё только разработки и более-менее работает по отдельности.
4. Вспененный полиуретан, оно же EPP, оно же пенорезина. Материал, хорошо знакомый по детским самолётикам на рис. 6. А на рис. 7 уже БПЛА "Персей", изготовленный из EPP. EPP очень гибкий (рис. 8), а внутри, обычно, армируется трубками из карбона или другими лёгкими материалами, для придания жёсткости (рис. 9).
Преимущества этого материала в технологичности – пена задувается в форму, застывает, и на этом всё. В пене можно отливать отсеки для полезной нагрузки (ПН) и она будет окружена пеной. То есть, даже в случае сильного краша, ПН выживет. Пеной можно легко делать сложные аэродинамические профили с большими изгибами или мелкой детализацией, в отличие от сотопластов и даже композитов. Кабельканалы и шахты для вклеивания армировки также делаются на этапе литья, что упрощает сборку. Хорошо отработанный фюзеляж из ЕРР собирается с помощью ножа и клея любым низкоквалифицированным работником.
ЕРР амортизирует удары, поэтому хорошо подходит для БПЛА предназначенных для посадки на брюхо в снег или траву. Также ЕРР плохо протыкается веточками/палочками, в отличие от сотопластов. Подходит для фюзеляжей от 0 до 10 кг.
Минусом пены является невозможность изготовления тонких и прочных стенок. Пена крадёт много объёма, плюс армировку ещё надо куда-то засовывать. Поэтому подходит для классических верхнепланов с несущим ПН фюзеляжем, но не имеющего ничего в крыльях или хвосте.
#учебка
1. Композиты (рис. 1-2). В общем случае это пропитанная смолой ткань (стекло, базальт или карбон – не важно), выложенная на матрице. Далее, застывшую ткань обрабатывают и получают красивую заготовку как на рис. 2. Разумеется, качественное изделие делают в вакууме – это позволяет дегазировать смолу. Лёгкие фракции просто закипают и выходят из смолы при пониженном давлении, а также выходит воздух изнутри волокон тканей. При возвращении давления смола всасывается в ткань и глубоко её пропитывает.
Важным преимуществом такой технологии является и то, что направлением плетения ткани можно менять механические свойства детали в разных направлениях. В одном направлении делать жёсткой, в другом – упругой. Для крупных БПЛА (более 20 кг) композиты не имеют конкуренции.
2. Сотопласты. В общем случае это лист, составленный из двух тонкий пластин, между которыми тонкой плёнкой выложены соты. На рис. 3 сотопласт производства Южмаша, на рис. 3.1 – производства Казани.
Сотопласт термопрофилируем. То есть, лист укладывается на форму, прогревается воздухом и инфракрасными излучателями, после чего выкладывается по форме с помощью вакуума или иными способами. Технология мало чем отличается от профилирования пластиков. На выходе получаем сложно выгнутую деталь с объёмной структурой. Последняя версия БПЛА Беркутчи делалась из сотопласта.
Сотопласт легче композита, при этом, мало уступает ему по прочности. Но с ростом размера детали падает и её прочность. И если выкладку композита можно менять по площади детали, то с сотопластом такой фокус не пройдёт. Поэтому считаю его применимым для БПЛА массой до 5 кг или чуть больше. Особенно хорошо материал показывает себя на летающих крыльях.
3. 3D печать. Технологии 3D печати развиваются столь стремительно, что тут сложно подвести общий знаменатель. На рис. 4 показано объёмное крыло, напечатанное структурой, напоминающей костную ткань. На рис. 5 цельнопечатанный дрон.
Активно развиваются проводящие составы для 3D печати. Их применение позволяет формировать проводку в объёме печатаемой детали. После печати фюзеляжа останется лишь установить блоки в нужные места и они окажутся соединены между собой без дополнительных усилий. Технологичность просто зашкаливает! Но, увы, пока это всё только разработки и более-менее работает по отдельности.
4. Вспененный полиуретан, оно же EPP, оно же пенорезина. Материал, хорошо знакомый по детским самолётикам на рис. 6. А на рис. 7 уже БПЛА "Персей", изготовленный из EPP. EPP очень гибкий (рис. 8), а внутри, обычно, армируется трубками из карбона или другими лёгкими материалами, для придания жёсткости (рис. 9).
Преимущества этого материала в технологичности – пена задувается в форму, застывает, и на этом всё. В пене можно отливать отсеки для полезной нагрузки (ПН) и она будет окружена пеной. То есть, даже в случае сильного краша, ПН выживет. Пеной можно легко делать сложные аэродинамические профили с большими изгибами или мелкой детализацией, в отличие от сотопластов и даже композитов. Кабельканалы и шахты для вклеивания армировки также делаются на этапе литья, что упрощает сборку. Хорошо отработанный фюзеляж из ЕРР собирается с помощью ножа и клея любым низкоквалифицированным работником.
ЕРР амортизирует удары, поэтому хорошо подходит для БПЛА предназначенных для посадки на брюхо в снег или траву. Также ЕРР плохо протыкается веточками/палочками, в отличие от сотопластов. Подходит для фюзеляжей от 0 до 10 кг.
Минусом пены является невозможность изготовления тонких и прочных стенок. Пена крадёт много объёма, плюс армировку ещё надо куда-то засовывать. Поэтому подходит для классических верхнепланов с несущим ПН фюзеляжем, но не имеющего ничего в крыльях или хвосте.
#учебка
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Собственно, пример полностью напечатанного БПЛА.
https://www.eclipson-airplanes.com/e-vtol-1
https://www.eclipson-airplanes.com/e-vtol-1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Кто не видел как программируется Excalibur, то вот.
Forwarded from Хроника оператора БпЛА
На макетах иранского самолета-смертника Араш-2 видно, что один из самолетов оснащен тепловизионной ГСН в носовой части самолета, а другой оснащен оптической ГСН, помогающей поражать как неподвижные, так и движущиеся цели.