近日，由國(guó)際竹藤中心牽頭，聯(lián)合北京航空航天大學(xué)寧波創(chuàng)新研究院和龍竹科技集團(tuán)股份有限公司共同研發(fā)的竹基傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)在天津歡喜機(jī)場(chǎng)首飛成功。該無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)中竹基復(fù)合材料占比超過(guò)25%，這在全球固定翼無(wú)人機(jī)中，尚屬首次實(shí)現(xiàn)如此大比例的竹材應(yīng)用。

該機(jī)采用垂起傾轉(zhuǎn)旋翼布局（固定翼的一種），具備航程長(zhǎng)、速度快、可垂直起降等特點(diǎn)，其翼展超過(guò)2.5米，重量?jī)H7公斤，平飛速度超100公里/小時(shí)，續(xù)航時(shí)間達(dá)1小時(shí)以上。值得一提的是，該無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)核心突破—機(jī)身蒙皮結(jié)構(gòu)全部采用自主研發(fā)的高性能竹基復(fù)合材料。成品無(wú)人機(jī)的重量相比于輕質(zhì)高強(qiáng)的碳纖維材質(zhì)下降超20%，且竹青薄片材成本僅為普通碳纖維布的四分之一左右，比航空用碳纖維布價(jià)格更低，充分展現(xiàn)了竹質(zhì)無(wú)人機(jī)在減重和降本方面的雙重優(yōu)勢(shì)。此項(xiàng)創(chuàng)新不僅破解了傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)制造面臨的環(huán)保與成本難題，標(biāo)志著竹基復(fù)合材料在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步，也為無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、輕量化、低成本發(fā)展開(kāi)辟了新賽道。憑借顯著的低碳與輕量化優(yōu)勢(shì)，該成果為低空經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型注入了新動(dòng)能，同時(shí)拓展了竹材的高價(jià)值應(yīng)用新領(lǐng)域。

“無(wú)人機(jī)用竹基復(fù)合材料不僅要滿(mǎn)足嚴(yán)格的力學(xué)性能要求，還需攻克成型工藝、環(huán)境適應(yīng)性等系列技術(shù)難題?！表?xiàng)目研發(fā)負(fù)責(zé)人覃道春介紹，團(tuán)隊(duì)參照適航標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了百余組實(shí)驗(yàn)，成功開(kāi)發(fā)出兼具高強(qiáng)度、高韌性與優(yōu)良成型性的竹基復(fù)合材料，打通了從竹資源篩選到無(wú)人機(jī)蒙皮結(jié)構(gòu)制造的完整工藝流程。試飛驗(yàn)證表明，其力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量、續(xù)航能力、飛行平穩(wěn)度、抗震能力均滿(mǎn)足使用要求。

工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示,“十四五”期間，我國(guó)低空裝備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值保持年均10%以上增速，市場(chǎng)前景廣闊。無(wú)人機(jī)作為核心應(yīng)用載體，市場(chǎng)保有量超百萬(wàn)架且仍在加速增長(zhǎng)。當(dāng)前主流無(wú)人機(jī)制造多依賴(lài)碳纖維、玻璃纖維復(fù)合材料及工程塑料，其生產(chǎn)過(guò)程高能耗、高排放，且廢舊產(chǎn)品難以降解，形成嚴(yán)重環(huán)境負(fù)擔(dān)。在此背景下，竹基復(fù)合材料的全場(chǎng)景應(yīng)用創(chuàng)新，成為破解產(chǎn)業(yè)生態(tài)瓶頸的關(guān)鍵抓手。

值得關(guān)注的是，竹基復(fù)合材料的全場(chǎng)景應(yīng)用為航天領(lǐng)域材料創(chuàng)新提供了新思路。工業(yè)和信息化部等四部門(mén)發(fā)文提出，到2030年，通用航空裝備全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，成為低空經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的強(qiáng)大推動(dòng)力，形成萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模。通用航空裝備對(duì)輕量化、低成本材料的需求日益迫切。“竹基復(fù)合材料的比強(qiáng)度、比剛度等性能指標(biāo)優(yōu)異，且具備良好的透波性、減震性，未來(lái)有望應(yīng)用于微型衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件、航天器輕量化外殼等領(lǐng)域?！睂?zhuān)家表示，竹基復(fù)合材料的應(yīng)用將為低空經(jīng)濟(jì)通用設(shè)備降低制造成本、提升運(yùn)載效率提供全新解決方案，推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)向綠色低碳方向發(fā)展。

對(duì)于無(wú)人機(jī)的成本問(wèn)題，北京航空航天大學(xué)寧波創(chuàng)新研究院齊士杰副研究員表示，無(wú)人機(jī)做得更輕后，所用電機(jī)可稍弱一些。結(jié)構(gòu)成本降低非常顯著，這種竹材料價(jià)格約為普通碳纖維的1/4，若對(duì)比航空級(jí)碳纖維，價(jià)格僅為其1/10甚至更低，結(jié)構(gòu)成本降低幅度超過(guò)20%，實(shí)際可能更高。

龍竹科技連健昌表示，公司后續(xù)研發(fā)會(huì)向跨界方向發(fā)展，跳出竹產(chǎn)業(yè)做竹產(chǎn)業(yè)，聚焦竹材料輕量化、綠色可降解、高比強(qiáng)度的特有性能，研發(fā)新應(yīng)用產(chǎn)品，計(jì)劃在低空經(jīng)濟(jì)、海洋經(jīng)濟(jì)、新能源車(chē)、體育器材領(lǐng)域?qū)で笸黄?。相較于傳統(tǒng)碳纖維或玻璃纖維，竹材平均成本會(huì)降低超30%，部分情況甚至超過(guò)60%，具體因參照物不同有所差異。這能大幅降低易耗品制造成本，讓低空經(jīng)濟(jì)、海洋經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的以租代售模式成為可能。

隨著“十五五”時(shí)期低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形勢(shì)的到來(lái)，創(chuàng)新應(yīng)用竹基復(fù)合材料，將進(jìn)一步夯實(shí)我國(guó)在低空飛行器制造領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分釋放其在科普教育、森林防火、農(nóng)業(yè)植保、生態(tài)監(jiān)測(cè)、測(cè)繪與地理信息、物流配送等工業(yè)級(jí)產(chǎn)品中的低成本應(yīng)用潛力，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，開(kāi)發(fā)新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有力的材料與技術(shù)支撐。