Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) становятся неотъемлемой частью современных технологий и используются во многих операциях — от разведки и наблюдения до доставки грузов. Для эффективной работы необходимо оптимизировать вес и прочность детали. Этого можно достичь за счет использования передовых технологий производства [1–5].
Литье — это процесс, позволяющий производить сложные детали с высокой точностью и минимальными затратами, именно поэтому в производстве дронов технология литья имеет потенциал для массового производства и реализации сложных конструкторских решений.
Сложная геометрия деталей БПЛА, высокие материальные затраты и необходимость соблюдения строгих технических условий определяют необходимость исследования технологии литья [6]. Использование литья для производства деталей из алюминия и магниевых сплавов дает конкурентные преимущества, такие как снижение веса и затрат, однако данных по использованию этих методик для оптимизации характеристик БПЛА недостаточно, что и определяет актуальность данной работы. На рис. 1 показано актуальное применение БПЛА в РФ [7].
Для литейного производства деталей БПЛА используют множество сплавов и материалов, а именно:
• алюминиевые сплавы применяют благодаря легкости и коррозионной стойкости. Их используют для корпуса, монтажных элементов;
• магниевые сплавы отличаются минимальной плотностью, идеально подходят для несущих конструкций;
• титановые сплавы применяют для высоконагруженных узлов, таких как элементы двигателей и шасси;
• композиты и керамические материалы — объединяют два или более компонентов, например углеродное волокно или стекловолокно.
Рассмотрим наиболее перспективные материалы.
Композиты обладают высокой прочностью при малом весе, которая обеспечивает оптимальную легкость и жесткость, устойчивость к коррозии, они долговечны и надежны в эксплуатации.
Керамические материалы широко используют в корпусе, крыльях и пропеллерах профессиональных дронов (рис. 2).