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碳纤维复合材料在快递无人机方面将会具有具大发展潜力

2020年11月25日 11:39 次阅读

随着人力等综合成本的不断提高,国内电商巨头们也纷纷开始试水无人机快递技术。而无人机讲究轻量化设计,碳纤维是其首选材料。

据物流行业人士分析,在未来的3到5年,物流的人力及交通成本将上涨20%—50%,在此情况下,无人机物流系统将有很大的应用价值。初步的设想是将快递无人机与自动基站结合使用,在整个货运过程中,自动基站负责货物挑拣、电池更换、维护,无人机则负责向外输送,可以不间断地连续工作24小时。从成本上说,同一单快递,快递员送货的成本是5元左右,无人机快递则可以省一半以上成本,同时效率可提高70%。

碳纤维复合材料在快递无人机方面将会具有具大发展潜力

2017年试飞了由18只无人机组成的跨海无人机快递群组,在空中呈三角形编队,迎着六七级的阵风,满载六箱货品,结果仅耗时9分钟就成功飞越海峡,成功地为淘宝提供了多样化的物流服务。

国内的电商产业水平居世界前列,每年的电商销售额和包裹数量都是相当人的数字,所以,国内的主打电商为了解决物流最后一站配送的问题,纷纷试水无人机快递技术。

当然,快递无人机在具体的实际应用中还存在着许多问题,比如安全问题,在无人机设计方面这就是个难题,洛桑联邦理工学院推出了一款新型无人机,一次飞行距离可达2千米,专门用来投送不超过500克的包裹。这款无人机能自动避让障碍物,能飞到不平整甚至陡峭的目的地。

它最大的创新是它自带保护笼,保护笼由碳纤维材料构成,在飞行过程中整个无人机和包裹都处于保护笼中,如果途中遇到任何意外,保护笼都可以起到很好的防护作用;它还能保护收件人不被旋转中的螺旋桨伤到,因为整个螺旋桨结构都处于保护笼内部,而内置的电路会确保只有螺旋桨停止转动后,保护笼才会收起。保护笼的结构参考折纸概念设计,可以一步折叠、快速收起。收起后的无人机体积将缩小92%,可以轻易放入普通背包中。

上述的无人机虽然在安全上有所保障,但是荷载过小,远远不能满足绝大多数的快递运送需求。可运送10公斤以内货物,飞行高度达到300米—500米之间是国内快递对无人机的基本要求。

除了安全问题和荷载能力,还有一个续航能力的问题。目前用于物流的无人机分为油、电两种,使用较多的还是电力无人机。首先,电力无人机价格相对较便宜,售价在几千至上万元不等。燃油的无人机价格则在几万甚至十几万元之间。同时,燃油无人机体型较大、不太灵活,在物流领域中较少使用。从目前正在推广应用的电力无人机来看,平均充电一次后,10分钟可以飞行10公里左右。也就是说,考虑到回程,电力无人机的运送范围在5公里以内。如果作为使用高频率的快递无人机,这种续航能力是远远不够的,不能只送2-3个包裹后,就要充电才能继续使用。

针对这些问题,无人机制造商一方面通过优化设计和寄希望于更高品质的电池系统,另一方面更有赖于更大程度上使用轻量化的无人机制造材料。使用轻量化的材料,就等于直接减轻无人机的自重,能够为荷载或者电池部分腾出更多的空间。

国内无人机配件供应商为客户量身定制的碳纤维复合材料机壳,整个壳体不到800克,减重效果非常明显。除了机壳,机体臂架、螺旋桨、主机板等部分都可以使用碳纤维复合材料。上述的洛桑联邦理工学院开发的无人机的环绕型保护笼也是使用了碳纤维复合材质,这种高度轻量化材料可以避免过多地增加无人机的运载负担,同时提供更高的强度和韧性保证。

虽然现阶段受空域管制、技术成熟等众多因素影响,快递无人机的应用空间还十分有限,但是相信随着无人机技术的快速发展和市场的需求日益强烈,碳纤维复合材料在快递无人机方面的应用将会具有非常大的发展潜力,说不定今年“双11”,你的快递就是由无人机派送到你的手里。

责任编辑:gt

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