Угледни влакон квадратне цеви за дронове: Проектирање боље структурне стазе за ваздушне системе

Дрон се често описује његовим моторима, вилицама, контролером летења и полезним оптерећењем. Ипак, испод тих видљивих система налази се мање очигледан инжењерски проблем: како створити оквир који остаје довољно лаган за летење, довољно крут за контролу и довољно практичан за монтажу и одржавање. За многе конструкције БЛА, одговор није још један декоративни панел или дебљи округли цев. То је више намерна структурна секција квадратна цевка од угљенских влакана .

Квадратни профил даје инжењерима нешто што округла цевка не може да обезбеди природно: дефинисане равне стране за зачепаче, задржиле, запртњаке, тачке за батерије, електронске поклопаче и модуларне зглобове рамке. У комбинацији са малом масом и усмерном крутошћу угљенског влакана, квадратна цевка може постати користан интерфејс између аеродинамичког тела дрона и опреме коју мора носити.

Овај чланак представља оригинални примена оквир за квадратна цевка од угљеничног влакана за дронове - Да ли је то истина? Уместо да се третира материјал као општа лагана цев, испита како се део учествује у целокупном путу оптерећења: од погонског мотора, кроз руку и централни оквир, у корисни оптерећење, подносни кочији и функционалне тачке повезивања

1. у вези са Праван проблем са дизајном: Рам дрона је мрежа оптерећења

Свака ваздушна платформа садржи неколико истовремено нагружених случајева. Моторски погон доводи до савијања и вибрација у рукама. Ротација витла ствара понављајуће динамичко узбуђење. Батерије, камере, сензори и комуникацијска опрема додају концентрисану тежину на одређеним локацијама. Спуштање ствара ударац кроз стопала и доњи корак. Транспорт, преклопање и одржавање уводе додатна оптерећења који се можда не појављују у једноставној симулацији лета.

То значи да најбољи структурни елемент није увек најлакши елемент на листу података. То је члан који носи потребно оптерећење док се чисто повезује са околним деловима. Квадратна цев од угљенског влакана може бити вредна зато што његова геометрија подржава овај други услов.

Четири лица квадратног делова стварају предвидиве референтне плоче. Једна страна може да поддржи запцу за моторну руку, друга може да носи канала за жице, а трећа може да се повеже са задржилом за опрему. Резултат је оквир који се лакше индексира, усклађује и саставља од округлих члана који могу захтевати карактеристике против ротације или специјално обличне кавке.

За произвођаче ДРООН-а ОЕМ, ова предност интерфејса може смањити број прилагођених прелазних комада у монтажу. То не елиминише инжењерску ревизију: углови радијуса, дебљина зида, лежања и оптерећења запртних материја и даље захтевају пажњу. Али то даје дизајнерском тиму практичнију почетну тачку за модуларни авион.

2. Уколико је потребно. Квадратна цевка од угљенских влакана у односу на округли цев у конструкцијама БНВ-а

Окружене цеви од угљенских влакана остају корисне за многе архитектуре дронова. Они су ефикасни у савијању, познати произвођачима и погодни за конструкције оквира засноване на зачепи. Округла цевка се такође може претпочитати када се бум мора слободно окретати, када је потребан механизам за телескопирање или када је околни коннектор већ дизајниран око кружног интерфејса.

А квадратна цевка од угљеничне влакна за дронове постаје атрактивнији када оквир треба уграђену оријентацију и широке површине за монтажу. У поређењу је стога потребно да се спроведе у складу са проблемом монтаже, а не питајући који облик је универзално јачи.

Плоска лица за интеграцију

Плоска лица квадратне цеви поједностављавају причвршћивање плоча, заграде и кабелних водича. Дизајнер може направити површину која се директно контактује уместо да завија заглавку око закривљеног зида. То може помоћи да се смањи број делова и да се монтаж лакше прегледа.

Отпорност на нежељену ротацију

Квадратни профил природно обезбеђује понашање против ротације када је постављен унутар одговарајућег конектора или подржаван кључаним заглављом. Ово може бити корисно за преклопљиве руке, сензорске буме и рељеве опреме које се морају вратити у понављајућу оријентацију након монтаже.

Дефиниранији простор за паковање

Дизајнери дронова стално раде око батерија, контролера летења, плоча за дистрибуцију енергије и кабела за корисни товар. Квадратни секција може створити више предвидиве границе за суседне компоненте. Лаже је ставити заштитни поклоп, раздајсер или подножје на раван зид него на непрестано закривљену површину.

Различите понашања у углу

Предности квадратног делова не уклањају потребу за управљањем његовим угловима. Оштри спољни углови могу бити ранљиви на оштећење удара или управљања, док унутрашњи углови могу утицати на концентрацију стреса и алате. Заобљени углови, одговарајућа завршна оцрта и локално појачање треба да буду укључени у цртање производа, а не додати након производње.

3. Уколико је потребно. Примарна примена један: мулти-роторски оружја и мотор подршке

Мульти-роторски руке преносе погон мотора и вибрације у централни оквир. Они морају остати у правцу док авион мења положај, носи користан оптерећење или доживљава понављање забрзања. Квадратна цев од угљенских влакана може служити као рука или језгро руке када су монтаж мотора и централни коннектор дизајнирани око његових равних лица.

Кључна корист није једноставно "више снаге". То је контролисана монтажа. Моторска плоча се може повезати или закрчати на одређену лице, док централни зглоб може користити кључну шупљину за успостављање понављајуће оријентације. За производњу дрона, понављајућа оријентација помаже у смањењу варијација у монтажу и олакшава замену у терену.

Труба не треба третирати као изолована компонента. Интерфејс између монтажа мотора и цеви може створити концентрисане лежаје или сломљавајуће оптерећења. Ако болтови пролазе кроз зид, локално подручје може захтевати уставку, рукав, везану појачање или шири систем распредељења оптерећења. Ако је цев запленена споља, притисак запленке мора бити контролисан тако да се зид не оштети током монтаже.

За електричну вертикалну платформу за полетање, пројектни тим треба да преиспита дужину руку, положај мотора, расподелу корисног оптерећења и очекивано окружење вибрација пре него што изабере секцију. Кратка и дуга рука могу имати различите циљеве крутости чак и када се спољни облик чини сличним.

4. Уколико је потребно. Примарна примена два: Плотни терет и рамке опреме

Индустријски дронови све више носе камере, сензоре за мапирање, инструменте за инспекцију, системе осветљења, модуле за испоруку или другу опрему за мисије. Ови полезни оптерећења ретко равномерно оптерећују фрезер. Често се причвршћују испод или испред централног оквира, померајући центар тежине и повећавајући локалну осетљивост на вибрације.

Квадратна цев од угљенског влакана може се користити као рељка за корисни товар, пречни део или оквир опреме. Његове равне стране пружају корисне површине за монтажу тркача или заступача, док његов затворен део одржава структуру релативно чистом и заштићеном. Ово је посебно корисно када се корисни товар мора уклонити за транспорт или заменити за другу мисију.

Добро дизајниран оквир корисне оптерећења треба да одвоји три функције:

1. Примарна подршка носи тежину опреме и преноси је у главни корпус.
2. Уравњавање одржава намењену оријентацију сензора или инструмента.
3. Приступ услузи омогућава да се корисни товар уклопи без демонтаже несврстаних делова.

Квадратна цевка може допринети свим трију, али само ако су зглобови дизајнирани тако пажљиво као и сама цевка. Избегавајте постављање тешких корисних терета на крај дугог неподржанг члена без прегледа одвијања и вибрација. Лака цевка са добро постављеном опором може да ради боље од теже цевице која се користи као непотребно дугачки кантилевер.

5. Појам Основна примена трећа: патерице за батерије, електронски оквири и заштитни кавези

Батерије и електроника стварају другачији изазов у дизајну. Потребна им је заштита, вентилација, приступ кабелима и брза сервиса, али не би требало да додају непотребну масу око центра авиона. Квадратне цеви могу формирати компактне оквире око модула батерија или обезбедити шине на које су причвршћени електронски подноси.

Плоска спољна лица помажу у постављању појаса, клипова, поклопаца и антивибрационих монтажа. Они такође олакшавају дефинисање зона за искључивање за коннекторе и жице. Када је батерија инсталирана у одвајну касету, квадратни профил може обезбедити карактеристику локације која спречава погрешно уношење или нежељено кретање током лета.

За електрону, материјал од угљенских влакана мора бити узет у обзир у дизајну система. Угледно влакно је електрично проводничко, тако да осетљива опрема и антена могу захтевати изолацију, прозор и преглед електромагнетне компатибилности. Квадратна цевка од угљенског влакана не би требало да се промовише као аутоматско решење за сваки корпус за електроника. Његова структурна вредност мора бити уравнотежена са електричним захтевима авиона.

Заштитни кавези и заштитни уређаји су друга могућа употреба. Квадратна цев може формирати лаган периметар или подржавати поклопац око камере, сензора или батерије. Кафлице треба да буду дизајниране тако да апсорбују или преусмеравају контакт руковања без преноса непотребног удара на корисни оптерећење.

6. Уколико је потребно. Примарна примена четири: Склапане руке и модуларни оквири БНВ-а

Ефикасност транспорта је важна за инспекције, географске и хитне дронове. Склапана рука може смањити паковану величину авиона, али такође уводе зглоб који мора бити израмњен, закључан и више пута управљан.

Ово је место где анти-ротациони карактер квадратне цеви од угљенских влакана може подржати модуларни дизајн. Труба може да уђе у блок са кључем или да се клизне у одговарајући пријемник. Одвојен затварачки пин или климпа може дефинисати распоређену позицију, док равна лица помажу одржавању оријентације између руке и централног тела.

Само цев не чини механизам за преклапање поузданим. Шкица, заустављање, затварање, запрт и локално појачање сви учествују у путу оптерећења. Инжењери треба да проценију хабање у зглобу, акумулацију толеранције, контаминацију, руковање оператора и могућност некомплетне блокирања. Проекти који су спремни за производњу треба да буду визуелно и механички јасни.

За добављаче, ова апликација ствара прилику да обезбеде више од резе дужине материјала. Квадратна цев за куповину може се испоручити са дупљеним рупама, обрађеним крајевима, везаним уставцима, заштитним рукама или обележјама оријентације, под условом да су ти захтеви дефинисани на цртежу и валидирани током узимања узорка.

7. Архитектура материјала и избор производње

Фраза угледни влакон квадратне цеви описује спољни профил, а не потпуну унутрашњу конструкцију. Оријентација влакана, систем смоле, дебљина зида, радијус угла, завршна површина и завршна обработка сви утичу на резултат.

Пултрудована квадратна цевка

Пултрузија је погодна када квадратни профил остане константан током континуиране дужине. То може обезбедити ефикасну производњу, понављајуће димензије и висок проценат влакана у складу са дужином. То га чини практичном опцијом за праве руке, шине, подршке и чланове оквира са предвидивим правцима оптерећења.

Проектни тим би и даље требао прегледати услове за попречне и торзионе. Пултрудирани секција оптимизована за аксијално или дужично оптерећење може требати додатни појачање или другачију архитектуру ако зглоб уводе јаке попречне или смаљање оптерећења.

Завргнуте или ламиниране квадратне цеви

Уврте и ламиниране конструкције могу пружити већу флексибилност у распореду слојева на 0 степени, 90 степени и углова. Ово може бити корисно када квадратна цев мора да управља торзијом, локалним ударом, вишесмерним оптерећењем или захтевним захтевима површине. Трговац може укључивати већу сложеност алата, више производних корака или другачији профил трошкова.

Локално појачање краја

Структуре дрона често се не успевају на интерфејсима, а не усред правог члена. Крајне инсекте, везану рукаву, унутрашње угибе и спољне дублираче могу распоредити оптерећење око спојних уређаја и смањити локално оштећење. Ове карактеристике треба дизајнирати као део компоненте, а не претпостављати да се решавају само повећањем укупне дебљине зида.

8. Уколико је потребно Употреба у прегради

Компонента ДНВ-а мора да преживи више од лета. Може се ручати на отвореном, ставити на возило, излагати прашини и влаги и више пута састављати од стране техничара. Стога квалитет површине и третман ивица имају оперативну вредност.

Глатка сатена или прозрачна површина може заштитити видљиву тканину и олакшати чишћење. Пререзани крајеви треба да буду запечаћени или завршени како би се смањило излагање влакна. Буначке рупе треба да буду чисте и без деламинације, а димензије контролисане у складу са одабраним затварачем или уставком.

Када је угљенско влакно повезано са алуминијем, нерђајућим челиком или другим проводним металима, зглоб треба да садржи одговарајућу стратегију изолације. Влажност заробљена између различитих материјала може створити дугорочне проблеме поузданости. Уколико је потребно, треба да се примењује и уколико је потребно, да се примењује и уколико је потребно.

9. Како да наведете квадратну цев од угљенских влакана за пројекат дрона

Користан пакет истраживања треба да садржи више од захтева за лакше угљенске цеви. Дајте добављачу:

• Внешње квадратне димензије и потребна дебљина зида;
• Дужина резања, количина и очекивана годишња потражња;
• Употреба рука, шине, оквира или корисног оптерећења;
• Управог главног оптерећења и све познате услове савијања или торзије;
• "Снажног капацитета" више од 50 kW;
• "Снажни" уређаји за производњу и производњу електричних уређаја
• Потребна површина и прављење ткања;
• Уколико је потребно, може се користити и за превоз.
• Потребе за прототипом и циљ производње;
• 2Д цртежи, 3Д ЦАД датотеке, узорци или очигледне референтне фотографије.

Ако се случај оптерећења не дефинише у потпуности, добављач не би требало да измисли гаранцију перформанси. Одговорна инжењерска ревизија може уместо тога идентификовати недостајуће информације и препоручити план тестирања прототипа. Ово је посебно важно када је цев део конструкције критичне за лет.

Закључак: Квадратна секција као стратегија интерфејса БНВ-а

Вредност квадратне цеви од угљенских влакана у инжењерству дронова није ограничена на његову малу масу. Њен прави допринос је начин на који је његова геометрија организовала корпус авиона. Плоска лица подржавају директно монтаже. Опредељени углови помажу у контроли оријентације. Затворен део ствара чисту структурну границу. Начински направљени крајеви и локално појачање могу да повежу цев са остатком авиона без ослањања на прекомерне адаптере.

За вишероторне руке, рељеве корисних терета, оквире батерија, заштитне кавезе и склапане структуре БЛА, права квадратна цев може претворити тежак проблем монтаже у намернији и послушнији дизајн. Коначна спецификација би и даље требала бити заснована на стварном путу оптерећења, заједничком дизајну, окружењу и производњи, а не само на имену профила.