農用無人植保機是用于農林植物保護作業的無人駕駛型飛機，由飛行平臺（固定翼、單旋翼、多旋翼）、GPS飛控、噴灑機構三部分組成，通過地面遙控或GPS飛控，來實現噴灑作業，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。農用植保無人機雖然體型嬌小但功能強大，以載荷10千克的電動植保無人機為例，其噴灑效率是傳統人工噴灑的三十倍，每天作業面積可達到300－500畝，通過減少藥劑使用量，提高藥劑實際效用。另一方面，操作手通過地面遙控器定位對無人植保機實施控制，其旋翼產生的向下氣流有助于增加霧流對作物的穿透性，防治效果好，遠距離操控施藥也大大提高了藥劑噴灑的安全性。其飛行平臺還能通過搭載不同的任務系統，在施藥、授粉、施肥作業的同時，對農業病蟲害及農作物長勢進行實時監控。

農用植保無人機在制造過程中必須考慮到機身及零部件強度、機體重量、承壓性能以及對不同溫差、物理環境的耐受力，盡可能實現機體重量輕、運輸方便、可垂直起降、飛行操控靈活，對于不同地域、不同地塊、不同作物的良好適應性。傳統的無人植保機原材料多采用鋁合金等金屬材料，隨著碳纖維復合材料的推廣應用，其強度高、質量輕的材質特征受到無人植保機生產廠家的重視和歡迎。目前，使用碳纖維復合材料制成的無人植保機部件主要為：槳葉、機身壁管、機身外殼、以及電池外殼部件等。下文就針對無人植保機中碳纖維的應用和發展做一簡述。

碳纖維槳葉

無人機上的螺旋槳對于對于固定翼來說主要是提供推力，對于多軸來說提供的則是完完全全的升力，不同材質和質量的螺旋槳葉在飛行效果和續航能力方面會造成明顯的差異。傳統的無人機槳葉一般選用尼龍塑料、木質和玻纖等材質。木制螺旋槳的的優點是重量輕、易加工、成本低，其缺點則是制作工藝繁瑣，成品精度低；塑料螺旋槳優點是重量輕，易于加工、成本低，磨具加工精度高，但缺點是強度低，易斷槳；玻纖這種材質的特點是機械強度和彈性系數高，價格便宜，但性脆和耐磨性差等缺點也很突出；碳纖的優點則是重量輕，抗張強度高，耐摩擦，其缺點則是材性屬于性脆材料無法修復，加工困難，制作成本高。

目前，市場上流行的碳纖維無人機槳葉主要有三大類：首先是普通碳纖拉絲工藝，在制造時需要開模，這類是主流，適合于量產；其次是復合碳纖工藝，以DJI后期的折疊槳為代表，復合碳纖維足夠輕，足夠硬，但是斷裂口不會像普通碳纖槳那樣鋒利，這與氣動學槳型有關，所以飛行起來聲音相對普通碳纖會小很多；最后是碳纖包裹工藝，以TM的15寸碳槳為代表，碳纖包裹輕木，價格不菲，只適合小眾消費。從消費市場的反饋上看，碳纖維槳葉面對的技術障礙還是集中在抗撞擊和平衡性兩方面，斷槳、高速變形、槳葉重量不均等問題亟待解決。

碳纖維機架管

一般的無人植保機載荷維持在5kg-20kg，這對壁管的強度提出了挑戰，具有抗拉強度高、密度低、耐腐蝕、吸能抗震、化學性能穩定等優點的碳纖維可以在此“一展身手”。用于碳纖維管生產方面的碳纖維含量多少，直接決定其力學性能和價值表現。通過拉擠、纏繞或者吹氣成型的碳纖維管根據需要適用于不同的機體部位，在無人植保機的機身機構和零部件中很大程度上可以代替鋁合金管材的使用。而且，碳纖維管材的生產技術已經相當成熟，能通過不同的模具生產出各種型材，不僅可以根據個體需求定制不同的壁管形狀、長度、壁厚等，而且在后期加工過程中還可以選擇表面3K紋路或者噴漆等不同方式進行包裝和美化，與此同時，批量化的生產方式也能有效降低產品成本。

碳纖維機殼

碳纖維機殼無人機上的飛控、GPS等主要部件需由機身外殼包裹，機殼除了可以防止外部藥劑腐蝕，還可以降低外部風場干擾，提高無人植保機性能的可靠性以及準確性。作為整個飛行系統的飛行載體，無人植保機的機殼一般要使用高強度重量輕的材料，碳纖維板材是用碳纖維和樹脂預制成型的復合材料，其比重輕，重量僅為鋼的四分之一，柔韌性好、比強度高，抗拉強度卻是普通鋼材的10倍以上，具有優異的抗蠕變和抗震性，同時具有良好的耐久性和耐腐蝕性，對耐酸、堿、鹽及大氣環境的腐蝕都有一定的承受性，延長了無人機的使用壽命。

除了性能優異外，碳纖維復合材料板材在外觀方面也呈現出平整度好、表面光澤度高、美觀大方的特點，很適宜于無人植保機機殼的制作。江蘇優培德復合材料有限公司致力于碳纖維等復合材料汽車及工業領域的高性能零件開發、試制、及生產，配備有復合材料不同生產工藝如模壓、RTM、真空導入、纏繞等，根據不同的產品需求及量綱要求提供整體解決方案。公司與所從事的專業領域在國內外的模具及原材料供應商建立緊密合作關系，使我們的產品在選材、品質、工藝及成本上均能提供客戶更優的方案。