大型無人飛機「先進複合材料結構」的開發.pdfVIP

大型無人飛機「先進複合材料結構」的開發與中國大陸及美國相關發展 「」 中科院研究員　章俊文　中科院副研究員　陳浩明 一 、先進複合材料具輕量 、高強度特性 ，已廣泛應用於大型無人飛機機體結構 ，重量可 佔全機重量50-90% 。而製程多沿用航空工業既有製程 。 二 、美國已對大型無人飛機系統的開發 、生產及部署運用 ，已發展出一套完整作業準 則 ，而中國大陸正急起直追 ，已投入大量經費 ，以美國為目標進行追趕 。 三 、現今大型無人飛機複合材料結構開發 ，朝向低耗能及超大型化複合材料製造 ，但目 前傳統 「壓力釜製程」仍為主流 。 關鍵字︰先進複合材料 、大型無人飛機系統 無人飛機系統已多次展示於國人面前 。此係 無人飛機系統的開發及運用 國軍首套生產型的國產 「無人飛機系統」， 阿富汗戰爭及持續進行的反恐戰爭 ，無 實有其重大意義 。 人飛機(UAV/Unmanned Aerial Vehicles)已為 近年來國內外發表有關無人飛機系統 美軍廣泛運用於目標偵察及監視 。因成效甚 的工程文獻相當多 ，國內期刊及三軍專屬期 佳 ，後又開發出武裝無人飛機 ，作為 「高價 刊多有介紹無人飛機系統的文獻 ，不過方向 值目標」攻擊的載具 。而美軍已部署的大型 集中於無人飛機系統發展歷史 、目前及未來 無人飛機系統 ，如 「全球鷹／Global Hawk 」 無人飛機發展的方向 ，以及無人飛機系統在 及 「掠奪者／Predator 」」和其衍生機種 「死 我國陸 、海 、空三軍及國土偵巡的應用及 神」，已成為作業成熟的大型無人飛機系統 戰術 。少有討論無人飛機機體結構的材料工 典範 。 程及製造工程 。本文對於翼展16公尺以上 我國陸軍已建置的 「銳鳶」無人飛機 的大型無人飛機結構用 「先進複合材料／ 偵察系統 ，係中山科學院結合院內航空 、電 advanced composite materials 」的應用及製 子 、光電 、材料及機械各功能單位 ，與民間 造 ，做一綜述 。 多項工業能量 ，歷經近十年研發的成果 。此 而海峽對岸的大陸 ，對於無人飛機系統 空軍學術雙月刊第628期/2012年6月 99 的開發 ，已投入相當多的科技人力及經費 ， 料」係指以碳纖維(carbon fiber)及高強度耐 並於多次大陸航展及國外航展 ，展示多款無 溫樹脂基材(resin matrix)二者組合而成的複合 人飛機系統 ，並計畫切入外銷市場 ，以 「價 材料(composites) 。碳纖維僅是構成的複合材 格／性能比」的優勢 ，及無 「運用政策限 料的一種主要組成材料 。更淺顯的說明 「先 制」的優點 ，將先與美國在中東 、南美及非 進複合材料」設計 ，相似於土木建築的鋼筋 洲等第三世界的市場上正面競爭 。本文亦將 結構(RC)概念 ，碳纖維如同鋼筋用以承受力 對於中國大陸的大型無人飛機機體結構的製 量負荷 ，而高強度耐溫樹脂如同水泥 ，作用 造能量 ，依現有資料作一說明。 為傳遞力量及保護鋼筋結構 。「先進複合材 料」相較傳統金屬工程材料 ，有高強度 、輕 先進複合材料( a d v a n c e d 量及設計與製造彈性大的優點 。相比較下 ， composite materials)於無人飛機 「先進複合材料」密度為航空器常使用鋁合 結構的應用 金60% ，但強度可達6倍 。「先進複合材料」 大型化的無人飛機機體結構(含翼翅結 與傳統工