無人機制造技術描述.doc

。UVHs 一體化制造超輕質無人飛機技術一、概述不久將來，無人飛機將大量列裝各發(fā)達國家軍隊。一種超輕質無人機整體設計和制造技術加快了這一進程：SLSNK 一體化制造超輕質無人飛機技術?，F代飛機要做到材料無余量設計，要求根據飛機機體各部分承重受力連續(xù)性變化對應輕質材料也同步連續(xù)性變換密度，且機體在滿足力學指標前提下材料無余量，到達重量最輕（材料相對有效密度最?。┠康?。實現減重的傳統鏤空成規(guī)則的等密度蜂窩結構的方法，稱為無序結構；我們發(fā)展的是一種有序結構：構造千變萬化的微結構在保持低密度的前提下內置的幾何體從微米級變換到毫米級。這類材料我們稱為微珩架構材料。實現微珩架構的材料有高分子復合材料、金屬材料、陶瓷材料；制造這類材料的技術采用不同技術有不同的效果，傳統的延用金屬發(fā)泡、塑膠發(fā)泡的做法只能制作有限結構和性能的產品；本公司采用激光分層制造方式能制造所有類型的微細結構并實現產品的宏觀性能，如與其它結構的航空部件比較：相同的體積和相同的多約束條件下，產品重量最輕；相同的產品重量，在相同的多約束條件下，體積最??；這套先進的無人機設計制造技術分解為四大部分：1、微珩架構設計和力學仿真2、激光快速分層制造塑膠機體和組件，制造飛機骨架結構3、在塑膠表面選擇性沉積金屬實現電子化皮膚4、在骨架內部灌注功能組份我們稱為UVHs技術二、技術描述1、微珩架結構 設計和力學仿真根據無人飛機對結構和材料的性能和功能的特殊要求，發(fā)展了一系列新的設計軟件工具和理論，幫助設計人員發(fā)現、認定和提出超輕質高強韌結構的新構型。使填充的微細結構充分發(fā)揮材料的特性，從而在滿足型號要求的性能和功能的同時達到飛行器總體和部件減重的目的；（1） 為此，本公司建立了各種對應整體結構的輕質和特殊力學要求微細幾何結構參數描述方法、微細結構參數與宏觀性能之間的依賴關系、微細結構組成陣列跨尺度的力學性能等各類數據庫，連續(xù)均勻化載荷的變化對應微細結構幾何拓撲變化的關系，并通過材料的微觀構型和產品結構的宏觀構型的同步設計，達到材料和結構幾何的合理配合，提高結構性能、減輕重量。例如：借鑒這些材料的微細結構，設計滿足特殊功能要求的新的超輕質材料和結構。不同分形維數和幾何結構的微單元具備不同的抗壓、抗拉、彎曲模量和伸長率，也對應不同的有效密度，由這些微單元填充的飛機組件具備超輕質特征和優(yōu)異的力學性能。圖示如下：針對受彎和受壓、受拉結構找到了與上述單胞型式等效的最小重量單胞設計。在飛行器內部采用各種幾何結構不同的塑膠構架，可以得到不同的力學指標： 可以填充如下幾何結構的單胞： （2）我司通過理論分析、數值計算和試驗，編制了相應的計算軟件，在機體部件載重比、位移方向、動力特性、應力等多約束條件下來直接映射出機體內部幾何結構，并可以根據仿真的結果來優(yōu)化機體部件中的微單元的幾何拓撲。2、激光快速分層制造塑膠機體和組件，制造飛機骨架結構在解決了飛機機體結構的設計之后，我司實現了材料和結構的可制造性，在激光快速分層制造設備中編制了專門的軟件，對材料成型的參數進行預補償。使得困擾飛機制造業(yè)的難題：可設計但是無法制造得以革命性的突破！從三維圖紙到產品無模具的、批量的，得以在24小時出廠。徹底解決了困擾行業(yè)界的大批量可制造難題,且很好的降低了制造成本，可以形成年產5000架不同型號無人機的產能。我司組合國內和德國、美國設備，自行編制了系列加工軟件，并具備制造生產特殊飛機型號（超大無人機）專用設備的能力。 3、在塑膠表面選擇性沉積金屬實現電子化皮膚無人飛機采用高分子材料來做機體，高分子材料表面選擇性的沉積精密和緊密金屬，進而把天線等器件直接裝配在飛機表面，再噴涂吸波和透波材料，構成飛機電子皮膚技術，是國際上正在研究的課題。我司突破了關鍵技術，直接可以完成整套工藝流程。產品圖片見：從此，飛機中的GPS、遙控收發(fā)天線等省略了印制電路板、螺絲或者膠水，直接在機體表面沉積，構成曲面的電子皮膚層。具有共形設計、一體化、相比傳統的材料和工藝更輕質、可靠性高等系列優(yōu)點。4、在骨架內部形成功能層在空隙率大的機體內部可以整體形成油管、油箱和加強力學指標的后期灌注凝固而成的超彈性材料管路，信號管路等結構。例如： 總之上述無人飛機設計制造整套技術集成了最新的材料科學、數學、軟件、激光、精密機械等等領域最新技術。可以建立一條龍的批量的、個性