竹基复合材料首次实现固定翼无人机规模化应用 国际竹藤中心联合研发倾转旋翼机成功首飞

问题:低空装备规模化应用面临材料成本与供应约束 随着低空经济加速发展,无人机巡检、应急、测绘、物流等场景的需求持续增长。行业在追求更长航程、更高载荷和更低运营成本的同时,也面临复合材料价格高、加工环节复杂、部分材料依赖度较高等现实约束。如何在满足航空结构安全与可靠性前提下,实现轻量化与降本增效,成为产业链关注的核心问题之一。 原因:以竹为基的复合材料具备性能与资源双重潜力 记者2月25日从国际竹藤中心获悉,由该中心牵头,北京航空航天大学宁波创新研究院与龙竹科技集团股份有限公司共同参与研发的竹基倾转旋翼无人机,近日在天津欢喜机场完成首飞。项目负责人、国际竹藤中心主任覃道春介绍,该机采用可垂直起降的倾转旋翼布局,兼具固定翼航程与旋翼起降灵活性,翼展超过2.5米,整机重量约7公斤,平飞速度超过100公里/小时,续航时间在1小时以上。 值得关注的是,该无人机结构中竹基复合材料占比超过25%,在固定翼无人机平台上实现了较高比例应用。研发团队认为,竹材来源广、可再生,且在比强度、比刚度等指标上具有开发空间,同时具备透波性与减震性等特征,为低空装备的结构件和外覆件提供了新的材料方向。 影响:首飞验证打通“材料—工艺—结构”的关键链条 将竹基复合材料用于无人机,并非简单替换材料即可实现。覃道春表示,无人机用材既要满足严格的力学性能要求,还要解决成型工艺、环境适应性与一致性控制等问题。为此,团队参照对应的适航要求开展了百余组实验,形成从竹资源筛选、薄片处理到复合材料制备、蒙皮结构制造的完整工艺流程,并在试飞中对关键性能进行了综合验证。 试飞结果表明,该机在力学强度、弹性模量、飞行平稳度、抗震能力及续航等达到使用要求。与采用轻质高强碳纤维材料的同类机型相比,整机重量下降超过20%;竹青薄片材成本约为普通碳纤维布的四分之一左右。业内人士认为,这个结果对低空装备“轻量化—成本可控—可规模化”的综合目标具有现实意义,有助于在更多应用场景中提升载荷效率与经济性。 对策:以标准牵引和工程化验证推动材料应用可复制 受访专家表示,绿色新材料进入航空装备,关键在于标准化与工程化能力建设:一是持续完善材料性能数据库与环境适应性评价体系,围绕温湿度循环、疲劳寿命、冲击损伤等工况开展更系统验证;二是推动制造流程的稳定性控制,提升批量生产一致性,降低结构件制造的波动风险;三是面向实际应用场景开展任务载荷与维护体系研究,形成可推广的工程规范与检修策略;四是加强产学研协同,推动材料端、结构设计端与整机端一体化优化,避免“材料可用、结构不好用”的脱节问题。 前景:绿色材料或为低空装备打开“降本增效”新通道 当前,低空装备正由“能飞”向“好用、耐用、算得过账”升级。竹基复合材料在保证性能的同时显示出减重与降本潜力,未来除无人机外,也有望在部分飞行器轻量化外壳、功能蒙皮及其他通用设备上拓展应用空间。业内判断,随着试验数据积累与工艺成熟度提升,竹基复合材料的应用边界将深入清晰,或为低空装备在成本控制、产业韧性与绿色制造上提供新的组合方案。

从千年竹编工艺到现代航空工程,中国科研人员正重新定义这种古老材料的价值边界。此次技术突破不仅展现了自然资源禀赋与科技创新的深度融合,更揭示了绿色发展模式下产业升级的新可能。当科技创新遇上生态文明,"绿水青山就是金山银山"的理念正在万米高空书写新的实践篇章。