1、无人机的特性需求分析
用于无人机系统的材料体系需要满足三个基本特征，分别是：轻量化、可靠性和经济适用性，而结合三个基本特征又有各自的需求，如下所示：
1.1 轻量化
- 高的刚度/重量比（高比刚度）；
- 增强的飞行耐力
- 有效载荷扩展
- 航程增加；
- 轻量化结构与增材制造
1.2 可靠性
- 安全可靠的空中交通通讯；
- 材料的可持续性；
- 极端条件下的操作
1.3 合适的经济性
- 结构的端到端工具；
- 生命周期成本；
- 制造自动化；
- 更高的生产率；
- 集成结构
2、先进复合材料在无人机领域应用优势
复合材料具有显著的轻量化效果，碳纤维密度低于2g/cm³，与之相比，铝为2.7g/cm³，钛为4.5g/cm³。对于碳纤维复合材料，增强基体密度通常在1到1.4g/cm³之间，因此最终复合材料的总密度在1.3到1.6g/cm³之间。
先进复合材料尤其是碳纤维复合材料具有优异的高比强度、高比刚度。对于航空航天应用，刚度是非常重要的。对于空气动力学，希望结构保持相对刚性以保持其空气动力学形状，一般而言，钛的比刚度为25，铝的比刚度为26，碳纤维复合材料的比刚度为113。
碳纤维优异的比强度和比刚度（比模量）
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用已有50多年的历史，它们作为军用和商用飞机以及旋翼机的主要结构也已经使用了30多年，因此就可靠性而言碳纤维复合材料适用于无人机系统。
复合材料可以改善无人机系统的电磁特性。由于这些系统是无人操作的，因此需要通过无线或卫星通信与地面站进行高效可靠的通信。复合材料可以调谐以吸收某些电磁频率并通过其他频率。
复合材料具有很强的抗疲劳性能，因此与金属不同，它们不会在反复循环荷载作用下形成裂纹。复合材料结构几十年来一直是军用航空和航天作战的一部分，在极端恶劣的环境和热载荷下表现良好。
综上所述，复合材料在无人机系统中获得大量应用的优势体现在：
- 可进行复杂的结构设计；
- 先进的制造方法；
- 快速固化和非高压灭菌溶液；
- 注塑、增材制造和气动结构；
- 优异的强度和寿命；
- 耐腐蚀、耐冲击、轻质耐温
- 可扩展性和灵活性；
- 模具和压缩成型；
- EMF屏蔽、介电涂层等
3、复合材料在无人机中结构应用
复合材料在无人机系统中典型应用如下图所示，目前无人机机翼采用了全碳纤维复合材料结构，而翼尖小翼、机身等结构也采用了碳纤维及其预浸料系统。
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