Was sind die Gründe für den Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen in Drohnenkomponenten?

2025-09-18 11:09:41

Kohlenstofffaserpolymere werden aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Festigkeit, Haltbarkeit, hohen Temperaturbeständigkeit und relativ stabilen chemischen Eigenschaften in verschiedenen Branchen eingesetzt. Mit dem rasanten Fortschritt der Luft- und Raumfahrtwissenschaft und -technologie werden die Leistungsanforderungen an Kohlefasermaterialien immer strenger, mit dem Trend zu höherer Leistung, geringeren Kosten und größerer Vielseitigkeit.

Frühe Verteidigungsdrohnen dienten als Trainingsziele. Moderne Drohnen werden zur Bekämpfung und Aufklärung eingesetzt. Bei einem Abschuss wird nur das Flugzeug zerstört, es gibt keine Verluste. Infolgedessen sind Drohnen auf dem Vormarsch. Über ihre Verteidigungsanwendungen hinaus können Drohnen auch in zivilen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise bei Kommunikationsunterbrechungen, Katastropheninspektionen, Wetterüberwachung, Luftbildfotografie, Waldbrandverhütung und meteorologischer Beobachtung. Daher werden Drohnen eine der zukünftigen Richtungen der Flugzeugentwicklung sein.

Im Vergleich zu herkömmlichen Metallmaterialien bieten Kohlefaserpolymere eine hohe spezifische Festigkeit und einen hohen Modul, einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, eine hohe Ermüdungsbeständigkeit und Stoßdämpfung, eine hervorragende Gestaltungsfähigkeit sowie eine hervorragende Radarabsorption und -verdeckung. Ihr Einsatz in Drohnen kann deren Gesamtleistung deutlich verbessern und steigern.

Kohlefaserpolymere sind leicht, hochfest und beständig gegen Salzsprühkorrosion, wodurch die Gesamtleistung von Drohnen erheblich verbessert und gesteigert wird. Forschungen zufolge werden fortschrittliche Polymermaterialien mit Kohlefaser als Kern derzeit weltweit in Drohnen eingesetzt. Sie machen 60–80 % der gesamten Strukturmasse aus und reduzieren das Gewicht des Flugzeugs um über 25 %. Der Einsatz von Kohlefaserpolymeren hat maßgeblich zur Gewichtsreduzierung, Miniaturisierung und Leistung von Drohnenstrukturen beigetragen.

Im Vergleich zu anderen Polymermaterialien kann die hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit von Kohlefaserpolymeren das Gesamtgewicht einer Drohne erheblich reduzieren und gleichzeitig ihre Nutzlast verringern, während sie die gleiche Festigkeit und Steifigkeit wie eine Drohne beibehalten. Dies hat erhebliche praktische Auswirkungen auf die Gewichtsreduzierung, Miniaturisierung und Verbesserung der Leistung von Drohnenstrukturen und sorgt so für längere Flugentfernungen und -dauern.

Kohlefaser kann das Gewicht von Drohnen reduzieren und die Festigkeit erhöhen. Durch die Verwendung von Kohlefaser als Rohmaterial für die Außenhülle und den gesamten Rumpf einer Drohne kann deren Festigkeit verbessert, ihr Gewicht reduziert und ihre Größe reduziert werden, wodurch ihre Tragfähigkeit erhöht und ihre Lebensdauer verlängert wird.