《中复碳芯碳纤维复合芯导线在无人机系留线领域的应用探索》
素材来源：中复神鹰碳纤维股份有限公司、中复碳芯电缆科技有限公
司、中复碳芯电缆（巴彦淖尔）有限公司、中复碳芯电缆科技（张家口）
有限公司等企业联合提供。
一、材料特性与系留线需求的精准契合：从微观结构到宏观性能的全
维度突破
1.高强度轻量化的力学本质
中复碳芯采用SYT45S-48K大丝束碳纤维（单丝密度1.76g/cm3，轴
向强度2400MPa），通过“纤维梯度取向+树脂分子锚固”技术构建复合芯
材：
微观增强机制：碳纤维表面经等离子体刻蚀形成纳米级沟槽（深度
200-500nm），与环氧树脂通过化学键（C-O-C）和机械互锁双重作用结
合，界面剪切强度达85MPa（传统工艺仅50MPa）；
宏观力学表现：10mm直径复合芯棒破断力达188kN，拉重比（抗拉
强度/密度）达1.36×10?N·m/kg，为钢芯（0.32×10?N·m/kg）的4.2倍。
以200米系留线缆为例，碳纤维导线自重仅9kg，较钢芯铝绞线（22kg）
减轻59%，使无人机有效载荷提升30%以上。
2.环境适应性的材料基因革新
耐腐蚀体系：复合芯材采用全非金属设计（碳纤维+环氧树脂+铝包
覆层），通过稀土铈盐钝化技术在铝层表面形成纳米级氧化膜（厚度50-
80nm），盐雾试验（5%NaCl，35℃）3000小时后腐蚀失重仅0.05mg/cm
2，为传统钢芯铝绞线（1.2mg/cm2）的1/24；
1
抗极端温度：线膨胀系数（CTE）低至1.2×10??/℃（钢为11×10??
/℃），-60℃至180℃温度循环50次后，线缆长度变化率＜0.02%，有效
避免因热胀冷缩导致的接头松动或信号中断。
3.导电性能的复合优化策略
多级导电网络：内层碳纤维通过化学气相沉积（CVD）镀覆石墨烯层
（厚度100nm，面电阻≤1Ω/□），外层铝导体采用稀土钇微合金化（Y
含量0.03wt%），使复合导线体积电阻率降至2.8×10??Ω·m（纯铝为2.65
×10??Ω·m），100米长度压降较铜缆（电阻率1.7×10??Ω·m）仅增加
18%，但重量减少70%；
载流能力跃升：同等外径（8mm）下，碳纤维复合导线载流量达
160A（铜缆为100A），可满足无人机搭载5kW级载荷（如大型光电吊
舱）的持续供电需求，线损率从铜缆的4.5%降至3.2%。
二、技术适配性与工程化保障：从工艺控制到系统集成的全链条创新
1.拉挤成型的智能制造范式
中复碳芯的高速拉挤生产线（线速度100m/min）集成三大核心技
术：
动态浸润控制：采用双浸胶槽+超声空化工艺，首槽低粘度树脂（粘
度＜500mPa·s）快速渗透纤维束间隙，次槽高触变树脂（触变指数1.8）
填充表面沟槽，浸胶均匀性误差≤±2%；
在线质量监控：搭载激光测径仪（精度±0.005mm）+涡流探伤仪
（缺陷分辨率0.1mm），每米线缆采集2000个数据点，实时剔除缺陷
品，良品率达99.2%；
梯度固化技术：通过五区温控烘箱（80℃→120℃→160℃→180℃→
2
200℃），使树脂固化度从传统工艺的92%提升至98%，弯曲模量达
120GPa，满足无人机收放线机构对线缆柔韧性的严苛要求（最小弯曲半
径≤10D）。
2.功能化结构设计的系统思维
抗风振绞合体系：采用“3层铝线+1层碳纤维芯”同心绞合结构，铝线
梯形截面（顶角120°，高宽比1.2:1）使填充率达95%（传统圆线仅
75%），风阻系数降低28%。在6级风（风速13.8m/s）环境下，线缆振动
幅值＜0.5m，较传统铜缆（1.8m）减少72%；
低损耗连接技术：开发记忆合金锚具，通过感应加热（200℃）使镍
钛合金套筒收缩抱紧线缆，接触电阻仅0.5μΩ，为传统压接工艺（2μΩ）
的1/4，可承受15000N拉力无滑移。
3.智能化运维的底层架构
嵌入式传感网络：在复合芯材中预埋光纤布拉格光栅（FB