La fibre de carbone est devenue la norme pour les cadres et composants de drones-hautes performances en raison de ses propriétés exceptionnelles.
Pourquoi la fibre de carbone est le matériau préféré
Les principales exigences d’un cadre de drone sont une rigidité élevée, un faible poids et une durabilité.
- Rapport résistance-/-poids exceptionnel : la fibre de carbone est plus résistante que l'acier mais nettement plus légère.
- Temps de vol plus longs : La réduction du poids de la cellule permet une plus grande capacité de batterie ou une durée de vol plus longue.
- Meilleure agilité et vitesse : un drone plus léger peut accélérer et changer de direction plus rapidement.
- Capacité de charge utile accrue : possibilité de transporter des caméras (cinématiques), des capteurs (cartographie) ou d'autres équipements plus lourds.
- Rigidité élevée (module d’élasticité) : Ceci est essentiel pour les performances de vol. Un cadre rigide :
- Empêche la flexion : élimine les flexions indésirables lors de manœuvres agressives et sous la poussée du moteur.
- Réduit les vibrations : minimise le transfert des vibrations du moteur et de l'hélice vers le contrôleur de vol et la caméra, ce qui permet un vol stable et une vidéo sans gelée.
- Améliore le contrôle : fournit une plate-forme stable pour que le contrôleur de vol puisse fonctionner avec précision.
- Durabilité et résistance à la fatigue : la fibre de carbone est robuste et peut mieux résister aux accidents et aux atterrissages durs que de nombreux matériaux. Il ne se plie pas de façon permanente comme l'aluminium ; il a tendance à survivre intact ou à se fissurer.
Pièces courantes de drones en fibre de carbone
Presque tout le squelette structurel d’un drone performant est constitué de fibre de carbone.
- Plaques du cadre principal (haut et bas) : Le « châssis » principal qui abrite le contrôleur de vol, les ESC et d'autres composants électroniques. Ceux-ci sont généralement découpés dans des feuilles de fibre de carbone de 1,5 mm à 3 mm.
- Bras : Ceux-ci maintiennent les moteurs et les hélices. Ils peuvent être :
- Intégré : découpé dans la même plaque que le cadre principal (un design "true-X" ou "stretch-X").
- Séparés : bras individuels boulonnés sur les plaques du cadre principal.
- Plaques de montage de composants : plaques plus petites et spécifiques pour :
- Support de caméra FPV : une plaque robuste, souvent réglable, pour la caméra frontale-.
- Support de caméra d'action (par exemple, GoPro) : conçu pour isoler la caméra des vibrations.
- Module GPS/Boussole : Pour le tenir à l’écart des interférences électromagnétiques.
Tendances des pièces de drones en fibre de carbone
Composites avancés : hybridation de la fibre de carbone avec des matériaux comme le Kevlar pour plus de robustesse.
Conceptions monoblocs : l'ensemble du cadre est une seule pièce moulée pour une rigidité et une réduction de poids ultimes.
Conceptions spécifiques à l'application : cadres adaptés à la course, à la cinématographie ou au levage de charges lourdes, avec une géométrie et une disposition optimisées.
Fabrication additive : utilisation de l'impression 3D avec de la fibre de carbone continue pour créer des pièces complexes et intégrées.
Pour toute application sérieuse de drone-que ce soit pour les courses FPV, le freestyle ou la photographie aérienne professionnelle-les pièces en fibre de carbone offrent la rigidité, la légèreté et la durabilité inégalées nécessaires pour des performances optimales. Bien que le coût soit plus élevé et qu’une installation minutieuse soit nécessaire pour gérer sa conductivité électrique, les avantages en termes de performances en font le matériau de choix incontesté pour l’industrie des drones.
