Kohlefaser ist aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften zum Standard für Hochleistungs-Drohnenrahmen und -komponenten geworden.
Warum Kohlefaser das bevorzugte Material ist
Die Kernanforderungen an einen Drohnenrahmen sind hohe Steifigkeit, geringes Gewicht und Haltbarkeit.
- Außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit-zu-Gewicht: Kohlefaser ist stärker als Stahl, aber deutlich leichter.
- Längere Flugzeiten: Die Reduzierung des Gewichts der Flugzeugzelle ermöglicht eine höhere Batteriekapazität oder eine längere Flugdauer.
- Höhere Agilität und Geschwindigkeit: Eine leichtere Drohne kann schneller beschleunigen und die Richtung ändern.
- Erhöhte Nutzlastkapazität: Möglichkeit, schwerere Kameras (Film), Sensoren (Kartierung) oder andere Ausrüstung zu transportieren.
- Hohe Steifigkeit (Elastizitätsmodul): Dies ist entscheidend für die Flugleistung. Ein steifer Rahmen:
- Verhindert Durchbiegen: Verhindert unerwünschtes Durchbiegen bei aggressiven Manövern und unter Motorschub.
- Reduziert Vibrationen: Minimiert die Übertragung von Motor- und Propellervibrationen auf den Flugcontroller und die Kamera, was zu einem stabilen Flug und Videos ohne Wackelpudding führt.
- Verbessert die Kontrolle: Bietet eine stabile Plattform für den präzisen Betrieb des Flugreglers.
- Haltbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit: Kohlefaser ist robust und hält Stürzen und harten Landungen besser stand als viele andere Materialien. Es verbiegt sich nicht dauerhaft wie Aluminium; Es neigt dazu, entweder intakt zu bleiben oder zu reißen.
Gängige Drohnenteile aus Kohlefaser
Fast das gesamte Strukturgerüst einer Performance-Drohne besteht aus Kohlefaser.
- Hauptrahmenplatten (oben und unten): Das primäre „Chassis“, in dem der Flugcontroller, die Regler und andere Elektronik untergebracht sind. Diese werden typischerweise aus 1,5 mm bis 3 mm dicken Kohlefaserplatten geschnitten.
- Arme: Diese halten die Motoren und Propeller. Dies können sein:
- Integriert: Aus der gleichen Platte wie der Hauptrahmen geschnitten (ein „echtes-X“- oder „Stretch-X“-Design).
- Separat: Einzelne Arme, die an den Hauptrahmenplatten angeschraubt werden.
- Komponentenmontageplatten: Kleinere, spezifische Platten für:
- FPV-Kamerahalterung: Eine stabile, häufig verstellbare Platte für die nach vorne-gerichtete Kamera.
- Action-Kamerahalterung (z. B. GoPro): Entwickelt, um die Kamera vor Vibrationen zu isolieren.
- GPS-/Kompassmodul: Um es vor elektromagnetischen Störungen zu schützen.
Trends bei Drohnenteilen aus Kohlefaser
Advanced Composites: Hybridisierung von Kohlefaser mit Materialien wie Kevlar für mehr Robustheit.
Monoblock-Designs: Der gesamte Rahmen besteht aus einem einzigen geformten Teil für ultimative Steifigkeit und Gewichtsreduzierung.
Anwendungsspezifische-Designs: Rahmen, die auf Rennen, Filmaufnahmen oder schweres Heben-zugeschnitten sind, mit optimierter Geometrie und Anordnung.
Additive Fertigung: Verwendung von 3D-Druck mit Endlos-Carbonfasern zur Herstellung komplexer, integrierter Teile.
Für jede ernsthafte Drohnenanwendung{{0}ob für FPV-Rennen, Freestyle oder professionelle Luftaufnahmen- bieten Kohlefaserteile die beispiellose Steifigkeit, das geringe Gewicht und die Haltbarkeit, die für optimale Leistung erforderlich sind. Während die Kosten höher sind und eine sorgfältige Installation erforderlich ist, um die elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten, ist es aufgrund seiner Leistungsvorteile das unbestrittene Material der Wahl für die Drohnenindustrie.
