8.2.2 机体材质及适用环境
1.无人机的结构要求
无人机的结构一般要求大致可分为四类，即空气动力要求，质量、强度和刚度要求，使用维护要求，工艺和经济性要求。
（1）空气动力要求：满足无人机飞行性能的气动外形和表面质量。合适的气动布局可以满足飞行器的动力要求，从而达到飞行器飞行过程中飞行阻力控制在一定的范围之内，同等条件下产生更大的升力。
（2）质量、刚度和强度的要求：无人机的质量当然是越轻越好（不过是在保证刚度和强度的条件下）。足够的强度可以保证无人机在飞行的过程中结构不会受到破坏，刚度保证受力时无人机的形状不会发生变化，产生弯曲等变化。
（3）使用维护要求：对于无人机的结构而言，使用时要保证使用方便，这样驾驶人员在操作时就可以更好地驾驶，同时，还要保证便于检查维护和维修。
（4）工业和经济性要求：在一定的生产条件下，无人机结构要求工艺简单，制造方便，生产周期短，成本低。
2.无人机的材料要求
无人机的材料要求要在满足刚度、强度大的同时，还要保证质量轻，在这些基本要求下还要保证材料具有一定的耐高温和耐低温性能、良好的抗老化和耐腐蚀能力、足够的断裂韧性和良好的抗疲劳性能。
目前，复合材料在无人机领域已成为主要结构材料，如使用碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、蜂窝夹层复合材料等。通常，无人机除机身的龙骨、梁和隔框、起落装置等结构件采用铝合金外，机翼、尾翼及各种天线罩、护板、蒙皮等结构件均大量使用复合材料。另外，在中小型无人机上，木质材料、轻型塑料、塑料薄膜等非金属材料也得到大量使用。复合材料的应用对无人机结构轻质化、小型化和高性能化已经起到了至关重要的作用。很多材料商也在开发更适合无人机的材料，如聚赛龙已研发出无人机专用塑料。复合材料具有以下优点：
（1）与传统金属材料相比，复合材料具有比强度和比刚度高、热膨胀系数小、抗疲劳能力和抗震能力强的特点，将它应用于无人机结构中可以减重25%～30%。树脂基复合材料具有结构质量轻、复杂或大型结构易于成型、设计空间大、比强度和比刚度高、热膨胀系数小等诸多优点。
（2）复合材料本身具有可设计性，在不改变结构质量的情况下，可根据飞机的强度刚度要求进行优化设计；在设计制造技术上满足了大多数无人机在高度翼身融合结构所需的大面积整体成形这一特点。
（3）在无人机复合材料结构设计中常使用到的是复合材料的轻质、高比强度、高比模量等特性，主要通过增强材料（碳纤维、玻璃纤维等）良好的力学性能和基本材料（树脂）的粘结作用两者有机的结合而成。
综上所述，既可以有强度支撑无人机机体架构，又能够最大程度上摆脱引力不受中立影响的复合材料，一般融合了下面3种材质：
（1）碳纤维：是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。
（2）玻璃纤维：是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，但缺点是性脆、耐磨性较差。
（3）树脂：是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。