農(nóng)用無(wú)人植保機(jī)是用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無(wú)人駕駛型飛機(jī)，由飛行平臺(tái)（固定翼、單旋翼、多旋翼）、GPS飛控、噴灑機(jī)構(gòu)三部分組成，通過(guò)地面遙控或GPS飛控，來(lái)實(shí)現(xiàn)噴灑作業(yè)，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。農(nóng)用植保無(wú)人機(jī)雖然體型嬌小但功能強(qiáng)大，以載荷10千克的電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)為例，其噴灑效率是傳統(tǒng)人工噴灑的三十倍，每天作業(yè)面積可達(dá)到300－500畝，通過(guò)減少藥劑使用量，提高藥劑實(shí)際效用。另一方面，操作手通過(guò)地面遙控器定位對(duì)無(wú)人植保機(jī)實(shí)施控制，其旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對(duì)作物的穿透性，防治效果好，遠(yuǎn)距離操控施藥也大大提高了藥劑噴灑的安全性。其飛行平臺(tái)還能通過(guò)搭載不同的任務(wù)系統(tǒng)，在施藥、授粉、施肥作業(yè)的同時(shí)，對(duì)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害及農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

農(nóng)用植保無(wú)人機(jī)在制造過(guò)程中必須考慮到機(jī)身及零部件強(qiáng)度、機(jī)體重量、承壓性能以及對(duì)不同溫差、物理環(huán)境的耐受力，盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)體重量輕、運(yùn)輸方便、可垂直起降、飛行操控靈活，對(duì)于不同地域、不同地塊、不同作物的良好適應(yīng)性。傳統(tǒng)的無(wú)人植保機(jī)原材料多采用鋁合金等金屬材料，隨著碳纖維復(fù)合材料的推廣應(yīng)用，其強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的材質(zhì)特征受到無(wú)人植保機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家的重視和歡迎。目前，使用碳纖維復(fù)合材料制成的無(wú)人植保機(jī)部件主要為：槳葉、機(jī)身壁管、機(jī)身外殼、以及電池外殼部件等。下文就針對(duì)無(wú)人植保機(jī)中碳纖維的應(yīng)用和發(fā)展做一簡(jiǎn)述。

碳纖維槳葉

無(wú)人機(jī)上的螺旋槳對(duì)于對(duì)于固定翼來(lái)說(shuō)主要是提供推力，對(duì)于多軸來(lái)說(shuō)提供的則是完完全全的升力，不同材質(zhì)和質(zhì)量的螺旋槳葉在飛行效果和續(xù)航能力方面會(huì)造成明顯的差異。傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)槳葉一般選用尼龍塑料、木質(zhì)和玻纖等材質(zhì)。木制螺旋槳的的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、易加工、成本低，其缺點(diǎn)則是制作工藝繁瑣，成品精度低；塑料螺旋槳優(yōu)點(diǎn)是重量輕，易于加工、成本低，磨具加工精度高，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，易斷槳；玻纖這種材質(zhì)的特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度和彈性系數(shù)高，價(jià)格便宜，但性脆和耐磨性差等缺點(diǎn)也很突出；碳纖的優(yōu)點(diǎn)則是重量輕，抗張強(qiáng)度高，耐摩擦，其缺點(diǎn)則是材性屬于性脆材料無(wú)法修復(fù)，加工困難，制作成本高。

目前，市場(chǎng)上流行的碳纖維無(wú)人機(jī)槳葉主要有三大類(lèi)：首先是普通碳纖拉絲工藝，在制造時(shí)需要開(kāi)模，這類(lèi)是主流，適合于量產(chǎn)；其次是復(fù)合碳纖工藝，以DJI后期的折疊槳為代表，復(fù)合碳纖維足夠輕，足夠硬，但是斷裂口不會(huì)像普通碳纖槳那樣鋒利，這與氣動(dòng)學(xué)槳型有關(guān)，所以飛行起來(lái)聲音相對(duì)普通碳纖會(huì)小很多；最后是碳纖包裹工藝，以TM的15寸碳槳為代表，碳纖包裹輕木，價(jià)格不菲，只適合小眾消費(fèi)。從消費(fèi)市場(chǎng)的反饋上看，碳纖維槳葉面對(duì)的技術(shù)障礙還是集中在抗撞擊和平衡性?xún)煞矫?，斷槳、高速變形、槳葉重量不均等問(wèn)題亟待解決。

碳纖維機(jī)架管

一般的無(wú)人植保機(jī)載荷維持在5kg-20kg，這對(duì)壁管的強(qiáng)度提出了挑戰(zhàn)，具有抗拉強(qiáng)度高、密度低、耐腐蝕、吸能抗震、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)的碳纖維可以在此“一展身手”。用于碳纖維管生產(chǎn)方面的碳纖維含量多少，直接決定其力學(xué)性能和價(jià)值表現(xiàn)。通過(guò)拉擠、纏繞或者吹氣成型的碳纖維管根據(jù)需要適用于不同的機(jī)體部位，在無(wú)人植保機(jī)的機(jī)身機(jī)構(gòu)和零部件中很大程度上可以代替鋁合金管材的使用。而且，碳纖維管材的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，能通過(guò)不同的模具生產(chǎn)出各種型材，不僅可以根據(jù)個(gè)體需求定制不同的壁管形狀、長(zhǎng)度、壁厚等，而且在后期加工過(guò)程中還可以選擇表面3K紋路或者噴漆等不同方式進(jìn)行包裝和美化，與此同時(shí)，批量化的生產(chǎn)方式也能有效降低產(chǎn)品成本。

碳纖維機(jī)殼

碳纖維機(jī)殼無(wú)人機(jī)上的飛控、GPS等主要部件需由機(jī)身外殼包裹，機(jī)殼除了可以防止外部藥劑腐蝕，還可以降低外部風(fēng)場(chǎng)干擾，提高無(wú)人植保機(jī)性能的可靠性以及準(zhǔn)確性。作為整個(gè)飛行系統(tǒng)的飛行載體，無(wú)人植保機(jī)的機(jī)殼一般要使用高強(qiáng)度重量輕的材料，碳纖維板材是用碳纖維和樹(shù)脂預(yù)制成型的復(fù)合材料，其比重輕，重量?jī)H為鋼的四分之一，柔韌性好、比強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度卻是普通鋼材的10倍以上，具有優(yōu)異的抗蠕變和抗震性，同時(shí)具有良好的耐久性和耐腐蝕性，對(duì)耐酸、堿、鹽及大氣環(huán)境的腐蝕都有一定的承受性，延長(zhǎng)了無(wú)人機(jī)的使用壽命。

除了性能優(yōu)異外，碳纖維復(fù)合材料板材在外觀(guān)方面也呈現(xiàn)出平整度好、表面光澤度高、美觀(guān)大方的特點(diǎn)，很適宜于無(wú)人植保機(jī)機(jī)殼的制作。江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司致力于碳纖維等復(fù)合材料汽車(chē)及工業(yè)領(lǐng)域的高性能零件開(kāi)發(fā)、試制、及生產(chǎn)，配備有復(fù)合材料不同生產(chǎn)工藝如模壓、RTM、真空導(dǎo)入、纏繞等，根據(jù)不同的產(chǎn)品需求及量綱要求提供整體解決方案。公司與所從事的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)外的模具及原材料供應(yīng)商建立緊密合作關(guān)系，使我們的產(chǎn)品在選材、品質(zhì)、工藝及成本上均能提供客戶(hù)更優(yōu)的方案。