一种复合材料及飞行器的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种复合材料及飞行器。

背景技术：

无人机具有便携性高、操作简单、使用灵活等特点，在各个领域得到广泛地应用，其中机体材料技术是无人机的关键技术之一，无人机各个部分用到的材料直接影响到无人机的重量、结构强度和续航能力等。为了保证无人机的结构强度，目前无人机使用的材料一般为钛合金、铝合金或碳纤维，使用这些材料便于加工，且成型方法简单，但重量较大，严重影响续航能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于飞行器的复合材料结构，例如一种螺旋桨和机身，能够减轻材料重量，使无人机的续航能力更强。

为实现本发明的目的，采取的技术方案是：

一种复合材料，包括一成型泡沫、设置于所述成型泡沫上表面的至少一层第一纤维织物层、以及设置于所述成型泡沫下表面的至少一层第二纤维织物层，所述第一纤维织物层和第二纤维织物层均浸透有第一胶体。

下面对技术方案进一步说明：

进一步的是，所述第一纤维织物层和第二纤维织物层之间形成一个腔体，所述成型泡沫设置于所述腔体内。

进一步的是，所述成型泡沫的厚度大于所述腔体的厚度，所述成型泡沫与所述腔体为过盈配合。

进一步的是，该复合材料包括有ud布层，所述第一纤维织物层和所述成型泡沫之间设置有至少一层ud布层及/或所述第二纤维织物层和所述成型泡沫之间设有至少一层ud布层，其中所述ud布层浸透有第一胶体。

进一步的是，该复合材料包括有两层所述第一纤维织物层或/及包括有两层所述第二纤维织物层。

进一步的是，该复合材料包括有三层所述的ud布层，所述第一纤维织物层和所述成型泡沫之间设有三层所述的ud布层，或/及第二纤维织物层和所述成型泡沫之间设有三层所述的ud布层。

进一步的是，所述第一纤维织物层底面设有一第一ud布层，所述第一ud布层底面设有一第二ud布层，所述第二ud布层底面设有一第三ud布层，所述第三ud布层底面粘接于所述成型泡沫上表面，所述第一ud布层的长度大于所述第二ud布层的长度，所述第二ud布层的长度大于所述第三ud布层的长度。

进一步的是，所述第一ud布层、第二ud布层、第三ud布层的长度中心重叠。

进一步的是，所述第一纤维织物层和第二纤维织物层为碳纤维织物。

进一步的是，所述第一胶体为环氧树脂。

本发明还提供一种飞行器，该飞行器的机身和/或螺旋桨包括：一成型泡沫、设置于所述成型泡沫上表面的至少一层第一纤维织物层、以及设置于所述成型泡沫下表面的至少一层第二纤维织物层，所述第一纤维织物层和第二纤维织物层均浸透有第一胶体。

进一步的是，该飞行器的机身和/或螺旋桨包括：两层所述第一纤维织物层，或/及包括有两层所述第二纤维织物层。

进一步的是，该飞行器的机身和/或螺旋桨包括：ud布层，所述第一纤维织物层和所述成型泡沫之间设有至少一层ud布层，或/及所述第二纤维织物层和所述成型泡沫之间设有至少一层ud布层，其中所述ud布层浸透有第一胶体。

进一步的是，所述第一纤维织物层底面设有一第一ud布层，所述第一ud布层底面设有一第二ud布层，所述第二ud布层底面设有一第三ud布层，所述第三ud布层底面粘接于所述成型泡沫上表面，所述第一ud布层的长度大于所述第二ud布层的长度，所述第二ud布层的长度大于所述第三ud布层的长度。

进一步的是，所述纤维织物层和第二纤维织物层为碳纤维织物，所述第一胶体为环氧树脂。

进一步的是，所述第一ud布层、第二ud布层、第三ud布层的长度中心与所述螺旋桨和/或机身的长度中心重叠。

进一步的是，所述机身的第一纤维织物层、所述ud布层、所述成型泡沫、以及所述第二纤维织物层粘接，通过抽真空的方式使所述第一纤维织物层、所述ud布层、所述成型泡沫、以及所述第二纤维织物层之间结合成型。

进一步的是，所述螺旋桨的第一纤维织物层和第二纤维织物层粘合形成一个腔体和所述成型泡沫过盈配合，并通过压模的方式成型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的复合材料的成型泡沫为泡沫材质，泡沫质轻，能够大大减轻螺旋桨和机身的重量，使无人机的续航能力更强，泡沫的弹性特性还可以增加桨的强度韧性；且第一纤维织物层和第二纤维织物层均浸透有第一胶体，第一胶体使第一纤维织物层和第二纤维织物层固化变硬，更易成型；加上第一纤维织物层和成型泡沫之间、第二纤维织物层和成型泡沫之间均设置了三层ud布层，该ud布层的全部强度都在第一方向上，增加螺旋桨和机身的强度，且与纤维织物层粘接的ud布层长度最长，与成型泡沫粘接的ud布层长度最短，在增加螺旋桨和机身的强度的同时，又不会对增加螺旋桨和机身的重量影响太大，使螺旋桨和机身的综合特性更好。

附图说明

图1是本发明第一实施例螺旋桨的复合材料结构示意图；

图2是本发明第二实施例螺旋桨的结构示意图；

图3是本发明第一实施例机身的复合材料结构示意图；

图4是本发明第二实施例机身的结构示意图。

附图标记说明：

10.成型泡沫，20.第一纤维织物层，30.第二纤维织物层，40.第一胶体，50.ud布层，510第一ud布层，520第二ud布层，530第三ud布层，60合模胶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

本发明提供了一种飞行器，例如一种多旋翼的飞行器(图未示)，它包括有一种螺旋桨以及机身。

如图1所示，一种螺旋桨，包括一成型泡沫10、设置于成型泡沫10上表面的至少一层第一纤维织物层20、以及设置于成型泡沫10下表面的至少一层第二纤维织物层30，第一纤维织物层20和第二纤维织物层30均浸透有第一胶体40，该成型泡沫10与螺旋桨外形匹配。

如图1所示，本实施例中的第一纤维织物层20和第二纤维织物层30均只设有一层，第一胶体40为环氧树脂，第一纤维织物层20和第二纤维织物层30为碳纤维织物，第一胶体40、第一纤维织物层20和第二纤维织物层30还可以根据实际设置为其他形式。

进一步的是，如图1所示，第一纤维织物层20、成型泡沫10、第二纤维织物层30的边缘均粘接有合模胶60，通过合膜胶提高边缘的粘合度，便于螺旋桨合模。通过在第一纤维织物层20和第二纤维织物层30浸透第一胶体40实现纤维织物层与成型泡沫之间的粘合以及纤维织物的固化，第一胶体40还可以根据实际设置为其他胶体。

如图2所示，在另一实施例中，第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和成型泡沫10之间均设有至少一层ud布层50，ud布层50浸透有第一胶体40。ud布层50采用的ud材料又称为有机纤维复合材料，该材料的全部强度都在第一方向上的一种材料，在第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和成型泡沫10之间均设置有ud材料，增加螺旋桨的强度，且质轻，使螺旋桨的综合特性更好。

进一步的是，如图2所示，在另一实施例中的第一纤维织物层20有两层，第二纤维织物层30有两层，第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和和成型泡沫10之间均设有三层ud布层50，所述第一纤维织物层20底面设有一第一ud布层510，所述第一ud布层510底面设有一第二ud布层520，所述第二ud布层520底面设有一第三ud布层530，所述第三ud布层530底面粘接于所述成型泡沫10上表面，所述第一ud布层的长度大于所述第二ud布层的长度，所述第二ud布层的长度大于所述第三ud布层的长度。所述第二纤维织物层30底面设有一第一ud布层510，所述第一ud布层510底面设有一第二ud布层520，所述第二ud布层520底面设有一第三ud布层530，所述第三ud布层530底面粘接于所述成型泡沫10上表面，所述第一ud布层的长度大于所述第二ud布层的长度，所述第二ud布层的长度大于所述第三ud布层的长度。第一ud布层510、第二ud布层520、第三ud布层530的长度中心与螺旋桨的长度中心重叠。三层ud布层50的长度逐渐向螺旋桨中心递减，进一步的是，第一ud布层长度比第二ud布层的长度长1/3，第二ud布层的长度比第三ud布层的长度长1/3，增加螺旋桨的强度的同时，又不会对增加螺旋桨重量影响太大。

该螺旋桨在制作时通过压模的方式使第一纤维织物层20、ud布层50、成型泡沫10、第二纤维织物层30紧密粘合，且由于泡沫是具有弹性的，第一纤维织物层20和第二纤维织物层30粘合形成一个腔体和成型泡沫10过盈配合，即成型泡沫10的厚度比所述腔体的厚度大，使螺旋桨压模成型时，通过压缩成型泡沫10进一步增加桨的强度韧性。

如图3所示，本发明还提供一种机身，包括一成型泡沫10、设置于成型泡沫10上表面的至少一层第一纤维织物层20、以及设置于成型泡沫10下表面的至少一层第二纤维织物层30，第一纤维织物层20和第二纤维织物层30均浸透有第一胶体40，该成型泡沫10与与机

进一步的是，第一胶体40为环氧树脂，第一纤维织物层20和第二纤维织物层30为碳纤维织物，第一胶体40、第一纤维织物层20和第二纤维织物层30还可以根据实际设置为其他形式。

如图3所示，本实施例中的第一纤维织物层20有两层，第二纤维织物层30有一层，且两层第一纤维织物层20位于机身的外侧，一层第二纤维织物层30位于机身的内侧，使机身在运行时更稳定。

进一步的是，第一纤维织物层20、成型泡沫10、第二纤维织物层30的边缘均粘接有合模胶60，通过合膜胶提高边缘的粘合度，便于螺旋桨合模。本实施例中合模胶60内含有环氧树脂和碳粉，通过碳粉来提高粘合度。

如图4所示，在其他实施例中，第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和成型泡沫10之间均设有至少一层ud布层50，ud布层50浸透有第一胶体40。ud布层50采用的ud材料又称为有机纤维复合材料，该材料的全部强度都在第一方向上的一种材料，在第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和成型泡沫10之间均设置有ud材料，增加机身的强度，且质轻，使机身的综合特性更好。

如图4所示，第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和和成型泡沫10之间均设有三层ud布层50。所述第一纤维织物层20底面设有一第一ud布层510，所述第一ud布层510底面设有一第二ud布层520，所述第二ud布层520底面设有一第三ud布层530，所述第三ud布层530底面粘接于所述成型泡沫10上表面，所述第一ud布层的长度大于所述第二ud布层的长度，所述第二ud布层的长度大于所述第三ud布层的长度。所述第二纤维织物层30底面设有一第一ud布层510，所述第一ud布层510底面设有一第二ud布层520，所述第二ud布层520底面设有一第三ud布层530，所述第三ud布层530底面粘接于所述成型泡沫10上表面，所述第一ud布层的长度大于所述第二ud布层的长度，所述第二ud布层的长度大于所述第三ud布层的长度。三层ud布层50的长度逐渐向机身中心递减，增加机身的强度的同时，又不会对增加螺旋桨重量影响太大。

该机身在制作时，通过第一胶体40将第一纤维织物层20、ud布层50、成型泡沫10和第二纤维织物层30粘接，通过抽真空的方式使第一纤维织物层20、ud布层50、成型泡沫10、以及第二纤维织物层30之间结合。

本发明的有益效果在于螺旋桨和机身的成型泡沫10为泡沫材质，泡沫质轻，能够大大减轻螺旋桨和机身的重量，使无人机的续航能力更强，泡沫的弹性特性还可以增加桨的强度韧性；且第一纤维织物层20和第二纤维织物层30均浸透有第一胶体40，第一胶体40使第一纤维织物层20和第二纤维织物层30固化变硬，更易成型；加上第一纤维织物层20和成型泡沫10之间、第二纤维织物层30和成型泡沫10之间均设置了三层ud布层50，该ud布层50的全部强度都在第一方向上，增加螺旋桨和机身的强度，且与纤维织物层粘接的ud布层50长度最长，与成型泡沫10粘接的ud布层50长度最短，在增加螺旋桨和机身的强度的同时，又不会对增加螺旋桨和机身的重量影响太大，使螺旋桨和机身的综合特性更好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。