本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強度無人機機翼及其制備方法。
背景技術(shù)：
低空無人機就是利用無線遙控或程序控制來執(zhí)行特定航空任務(wù)的飛行器，指不搭載操作人員的一種動力空中飛行器，采用空氣動力為飛行器提供所需的升力，能夠自動飛行或遠(yuǎn)程引導(dǎo)。無人機具有結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低的特點，適用于有人飛機不宜執(zhí)行的任務(wù)，如危險區(qū)域的偵察、空中救援指揮和遙感監(jiān)測。
隨著科技的發(fā)展，低空無人機已廣泛應(yīng)用于生活中的多個領(lǐng)域，如航拍、農(nóng)作物的監(jiān)測、農(nóng)藥的噴灑、牧群的監(jiān)視和驅(qū)趕。其中，機翼作為無人機的重要組成部分，它主要起到維持無人機平衡的作用，保證無人機的平穩(wěn)運行，還是無人機的主要承載力量的結(jié)構(gòu)，所以要求其具有高強度，此外還要求其具有較高的抗疲勞強度和質(zhì)量輕的特點，現(xiàn)有技術(shù)中，用于無人機機翼的面板主要材料為鋁合金機翼，但是鋁合金機翼的耐腐蝕效果差，且其強度不能滿足特殊條件下無人機的使用，如惡劣天氣中的使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有高強度且質(zhì)量輕的無人機機翼，使得無人機的穩(wěn)定性增強，提高無人機的續(xù)航時間和航程。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
一種高強度無人機機翼，由以下重量份的物質(zhì)組成：聚醚醚酮樹脂100-150份、碳纖維50-80份、石墨烯10-20份、聚四氟乙烯20-30份、鋁合金150-250份、潤滑劑2-15份、分散劑5-10份。
優(yōu)選的，所述高強度無人機機翼，由以下重量份的物質(zhì)組成：聚醚醚酮樹脂120-145份、碳纖維60-78份、石墨烯12-16份、聚四氟乙烯22-28份、鋁合金180-220份、潤滑劑5份、分散劑8份。
優(yōu)選的，所述高強度無人機機翼，由以下重量份的物質(zhì)組成：聚醚醚酮樹脂125份、碳纖維72份、石墨烯15份、聚四氟乙烯26份、鋁合金205份、潤滑劑5份、分散劑8份。
優(yōu)選的，所述的聚醚醚酮樹脂的特性粘度為2～6。
優(yōu)選的，所述鋁合金的形狀為蜂窩狀。
一種無人機機翼的制備方法，包括以下步驟：
(1)將碳纖維、石墨烯分別進(jìn)行氧化和磺化，得到磺化碳纖維和磺化石墨烯；
(2)將粉末狀聚醚醚酮樹脂與磺化碳纖維、磺化石墨烯混合均勻，然后加入潤滑劑和分散劑，攪拌均勻；
(3)將單螺桿擠出機預(yù)熱至400～420℃，然后將步驟(1)中的混合塑料放入注射機中，擠出成型，然后裁剪，得到機翼面板；
(4)以聚四氟乙烯為粘結(jié)劑，將兩片步驟(3)中的機翼面板與蜂窩狀的鋁合金粘結(jié)，得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的無人機機翼面板。
優(yōu)選的，所述步驟(3)中擠出成型過程中，噴嘴的溫度為360～380℃，擠出壓力為70～90MPa。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明聚醚醚酮樹脂作為機翼面板的主要成分，它具有高強度、高模量以及優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，還具有和合金媲美的耐疲勞性能，抗應(yīng)變力性強，且它的密度小，加工工藝比鋁合金簡單；碳纖維是一種的力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的密度小，強度高，石墨烯是高強度的二維材料，它們與聚醚醚酮樹脂復(fù)合后，不僅能提高樹脂的力學(xué)性能，還提高了樹脂的耐腐蝕能力，采用磺化后的碳纖維和石墨烯表面含有較多的官能團(tuán)，使其與聚醚醚酮樹脂的結(jié)合力增強，有助于碳纖維和石墨烯在樹脂中均與的復(fù)合。本發(fā)明中采用質(zhì)量很輕的聚醚醚酮樹脂作為機翼面板，使機翼具有高強度和很強的抗疲勞強度，使無人機在飛行過程保持穩(wěn)定，滿足無人機子在多種氣候下的正常飛行，還提高了無人機的續(xù)航時間和航程，通過添加碳纖維和石墨烯提高樹脂的穩(wěn)定性，增強樹酯的抗腐蝕能力和耐老化能力，且本發(fā)明的無人機機翼制備方法簡單。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實施例1：
一種無人機機翼的制備方法，包括以下步驟：
(1)將72份碳纖維、15份石墨烯分別進(jìn)行氧化和磺化，得到磺化碳纖維和磺化石墨烯；
(2)將125份粉末狀粘度為2的聚醚醚酮樹脂與磺化碳纖維、磺化石墨烯混合均勻，然后加入5份潤滑劑和8份分散劑，攪拌均勻；
(3)將單螺桿擠出機預(yù)熱至400℃，然后將步驟(1)中的混合塑料放入注射機中，控制料筒溫度為380℃，在70MPa的壓力下將樹酯擠出成型，然后裁剪，得到機翼面板；
(4)以26份聚四氟乙烯為粘結(jié)劑，將兩片步驟(3)中的機翼面板與205份蜂窩狀的鋁合金粘結(jié)，得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的無人機機翼面板。
實施例2：
一種無人機機翼的制備方法，包括以下步驟：
(1)將80份碳纖維、16份石墨烯分別進(jìn)行氧化和磺化，得到磺化碳纖維和磺化石墨烯；
(2)將100份粉末狀粘度為5的聚醚醚酮樹脂與磺化碳纖維、磺化石墨烯混合均勻，然后加入5份潤滑劑和10份分散劑，攪拌均勻；
(3)將單螺桿擠出機預(yù)熱至400℃，然后將步驟(1)中的混合塑料放入注射機中，控制料筒溫度為360℃，在80MPa的壓力下將樹酯擠出成型，然后裁剪，得到機翼面板；
(4)以30份聚四氟乙烯為粘結(jié)劑，將兩片步驟(3)中的機翼面板與250份蜂窩狀的鋁合金粘結(jié)，得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的無人機機翼面板。
實施例3：
一種無人機機翼的制備方法，包括以下步驟：
(1)將78份碳纖維、20份石墨烯分別進(jìn)行氧化和磺化，得到磺化碳纖維和磺化石墨烯；
(2)將120份粉末狀粘度為5的聚醚醚酮樹脂與磺化碳纖維、磺化石墨烯混合均勻，然后加入2份潤滑劑和5份分散劑，攪拌均勻；
(3)將單螺桿擠出機預(yù)熱至420℃，然后將步驟(1)中的混合塑料放入注射機中，控制料筒溫度為380℃，在80MPa的壓力下將樹酯擠出成型，然后裁剪，得到機翼面板；
(4)以22份聚四氟乙烯為粘結(jié)劑，將兩片步驟(3)中的機翼面板與220份蜂窩狀的鋁合金粘結(jié)，得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的無人機機翼面板。
實施例4：
一種無人機機翼的制備方法，包括以下步驟：
(1)將60份碳纖維、10份石墨烯分別進(jìn)行氧化和磺化，得到磺化碳纖維和磺化石墨烯；
(2)將145份粉末狀粘度為6的聚醚醚酮樹脂與磺化碳纖維、磺化石墨烯混合均勻，然后加入2份潤滑劑和8份分散劑，攪拌均勻；
(3)將單螺桿擠出機預(yù)熱至420℃，然后將步驟(1)中的混合塑料放入注射機中，控制料筒溫度為380℃，在90MPa的壓力下將樹酯擠出成型，然后裁剪，得到機翼面板；
(4)以20份聚四氟乙烯為粘結(jié)劑，將兩片步驟(3)中的機翼面板與150份蜂窩狀的鋁合金粘結(jié)，得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的無人機機翼面板。
實施例5：
一種無人機機翼的制備方法，包括以下步驟：
(1)將50份碳纖維、12份石墨烯分別進(jìn)行氧化和磺化，得到磺化碳纖維和磺化石墨烯；
(2)將150份粉末狀粘度為5的聚醚醚酮樹脂與磺化碳纖維、磺化石墨烯混合均勻，然后加入15份潤滑劑和10份分散劑，攪拌均勻；
(3)將單螺桿擠出機預(yù)熱至420℃，然后將步驟(1)中的混合塑料放入注射機中，控制料筒溫度為360℃，在90MPa的壓力下將樹酯擠出成型，然后裁剪，得到機翼面板；
(4)以28份聚四氟乙烯為粘結(jié)劑，將兩片步驟(3)中的機翼面板與180份蜂窩狀的鋁合金粘結(jié)，得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的無人機機翼面板。
綜上，本發(fā)明實施例具有如下有益效果：本發(fā)明中采用質(zhì)量很輕的聚醚醚酮樹脂作為機翼面板，使機翼具有高強度和很強的抗疲勞強度，使無人機在飛行過程保持穩(wěn)定，滿足無人機子在多種氣候下的正常飛行，還提高了無人機的續(xù)航時間和航程，通過添加碳纖維和石墨烯提高樹脂的穩(wěn)定性，增強樹酯的抗腐蝕能力和耐老化能力，且本發(fā)明的無人機機翼制備方法簡單。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。