Využití kompozitních materiálů pro konstrukci rychlostních modelů letadel

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem, výrobou a vyhodnocením kompozitního vysokorychlostního RC modelu letadla inspirovaného typem Funjet Ultra 2. Cílem bylo navrhnout a realizovat konstrukčně tužší a aerodynamicky efektivnější variantu s využitím uhlíkového sendvičového kompozitu s pěnovým jádrem. Rešeršní část se zaměřuje na vlastnosti kompozitních materiálů a technologie jejich zpracování, následně na konstrukční specifika vysokorychlostních RC modelů. Praktická část podrobně popisuje celý výrobní proces, který zahrnoval návrh tvaru, výrobu master modelu pomocí 3D tisku, zhotovení laminátové formy a laminaci pomocí vakuového lisování. V rámci práce byla provedena výpočtová analýza ohybové tuhosti, která potvrdila přínos jádrové vrstvy na mechanické vlastnosti konstrukce. Experimentální porovnání s původním pěnovým modelem z materiálu Elapor prokázalo více než dvojnásobnou tuhost kompozitní varianty. Na závěr je zhodnocena časová a materiálová náročnost jednotlivých výrobních kroků a navrženy možnosti optimalizace celého procesu.This thesis focuses on the design, manufacturing, and evaluation of a composite high-speed RC aircraft model inspired by the Funjet Ultra 2. The objective was to develop a structurally stiffer and aerodynamically more efficient variant using a carbon fiber sandwich composite with a foam core. The theoretical part examines the properties of composite materials and relevant manufacturing technologies, followed by an overview of the design specifics of high-speed RC models. The practical part provides a detailed description of the entire production process, including shape design, fabrication of a master model using 3D printing, the production of a laminate mold, and lamination using vacuum bagging. As part of the study, a bending stiffness analysis was conducted, confirming the mechanical advantages of the core layer. An experimental comparison with the original foam model made from Elapor demonstrated that the composite version achieved more than double the stiffness. Finally, the thesis evaluates the time and material demands of each production step and proposes potential process optimizations.