
Когда слышишь про беспилотные наземные транспортные средства, сразу представляешь футуристичные машины из новостей. Но в реальности 80% времени уходит на то, чтобы подобрать материалы, которые не развалятся после первого же теста на гравийной дороге.
В 2022 году мы тестировали прототип с алюминиевой рамой. Через три недели постоянных вибраций в местах крепления лидаров пошли микротрещины. Именно тогда пришлось искать альтернативы — классические металлы не всегда выдерживают цикличные нагрузки.
С беспилотными наземными транспортными средствами часто упускают из виду разницу между статическими и динамическими нагрузками. Углепластик выдерживает больше, но если неправильно рассчитать слоистость — конструкция начинает 'играть' на неровностях. Один раз пришлось переделывать крепление модуля управления из-за резонансных частот, которые не просчитали заранее.
Коллеги из ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы как-то показывали образцы с карбоновым наполнителем — материал держал ударные нагрузки лучше, чем ожидалось. Но пришлось дорабатывать соединения: композит не любит точечных нагрузок без распределительных прокладок.
Летом 2023-го на испытаниях в Астраханской области столкнулись с тем, что корпус датчика изменил геометрию после часа работы при +47°C. Производитель указывал рабочий диапазон до +60, но не уточнял, что на солнце черный композит нагревается сильнее.
Пришлось экранировать узлы алюминиевыми пластинами — парадокс, но металл тут выступил стабилизатором. В ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы позже подсказали вариант с керамическим напылением для термостойких деталей — решение не из дешевых, но для южных регионов необходимо.
Сейчас многие заказывают корпуса для беспилотных наземных транспортных средств без учета климатических зон. В Сибири тоже свои нюансы — при -50°C некоторые смолы становятся хрупкими как стекло.
Самое неочевидное для новичков — как сильно моторы влияют на сенсоры. В прошлом году пришлось месяц ловить ложные срабатывания лидаров — оказалось, электромагнитные помехи от силовых кабелей создавали шум в оптике.
Применение композитных корпусов частично решает проблему — они прозрачны для ЭМ-волн в отличие от металла. Но это создает другую головную боль: нужно экранировать каждый модуль отдельно. В th-composite.ru предлагали материалы с углеродной сеткой — интересно, но пока не тестировали в полевых условиях.
Забавный случай: один инженер пытался использовать медное напыление на крышке корпуса, но это приводило к затуханию GPS-сигнала. Пришлось проектировать 'окна' прозрачные для радиоволн.
В 2021-м задержали проект на два месяца — ждали карбоновые балки из-за рубежа. С тех всегда держим склад типовых заготовок. ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы локализовали производство в промышленном парке Тяньфу — это сократило логистические цепочки для азиатских проектов.
С композитными компонентами для беспилотных наземных транспортных средств есть тонкость: часто нужны нестандартные профили. Литейные формы стоят дорого, поэтому выгоднее работать с производителями, у которых есть универсальные пресс-формы.
Техническая команда из 40 человек в Тайхэн — это серьезно для отрасли. Обычно производители материалов держат 2-3 инженеров для поддержки, а здесь реально можно обсуждать кастомизацию составов.
Пытались использовать стеклопластик вместо углепластика для неответственных узлов — вышло дешевле на 60%, но пришлось увеличивать толщину стенок. В итоге экономия свелась к 15% с учетом доработок.
Для беспилотных наземных транспортных средств массой до 500 кг иногда выгоднее монокок из композита, чем пространственная рама. Но если машина тяжелее — без металлического каркаса не обойтись. Гибридные решения пока дороги в производстве.
Сейчас считаем вариант с термопластичными композитами — их можно ремонтировать в полевых условиях. th-composite.ru анонсировали такие разработки, но пока не видел тестовых образцов.
Главный урок: не существует универсального материала для беспилотных наземных транспортных средств. Каждый проект требует своего баланса между жесткостью, весом и стоимостью.
Производители вроде ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы решают только часть задач — дальше начинается работа интеграторов. Без тесной кооперации между инженерами по материалам и системными архитекторами получается либо дорого, либо ненадежно.
Следующий рубеж — умные материалы с самодиагностикой. Слышал, в том же Тяньфу уже экспериментируют с композитами, меняющими электропроводность при повреждениях. Жду, когда это дойдет до серийных решений.