低空经济蓬勃兴起，倾转旋翼无人机凭借“垂直起降+固定翼长航时”的双重优势，成为林业巡护、智慧农业、应急救援、物流配送等领域的核心装备。长期以来，传统倾转旋翼无人机依赖碳纤维、航空铝合金等材料，面临制造成本高昂、生产能耗偏高、退役后难以降解等痛点，制约其规模化普及与绿色发展。如今，竹基复合材料经产学研协同攻关，成功突破航空级应用技术瓶颈，以“高性能+低成本+绿色化”的独特优势，赋能倾转旋翼无人机实现轻量化、降本增效与环保可持续的三重跨越，标志着我国在低空飞行器绿色材料应用领域取得重大突破，开启“中国竹造”赋能航空装备的全新篇章。
一、技术突破核心：竹基复合材料破解无人机产业三大痛点
倾转旋翼无人机的飞行特性对核心材料提出严苛要求——既要满足垂直起降时的高载荷、强振动需求，又要兼顾固定翼飞行时的轻量化、低风阻要求，同时需平衡制造成本与环保性能。此前，行业普遍面临三大核心瓶颈，倒逼材料创新升级，而竹基复合材料的技术突破精准破解了这一系列难题：
（一）突破轻量化与成本矛盾，打破规模化普及壁垒
传统碳纤维复合材料虽能实现无人机轻量化，但航空级碳纤维价格昂贵，导致无人机整机成本居高不下，难以适配林业、农业等低成本规模化应用场景。此次研发的高性能竹基复合材料，经现代化改性与复合工艺处理，比强度接近普通碳纤维复合材料，密度仅为航空铝合金的1/3、碳纤维复合材料的1/2，应用后可使倾转旋翼无人机整机减重超20%。以首飞机型为例，其翼展超2.5米，整机重量仅7公斤，平飞速度突破100公里/小时，续航时间延长至1小时以上，飞行性能显著提升。成本方面，竹青薄片等核心原料价格仅为普通碳纤维布的1/4左右，相较于航空级碳纤维成本降幅更为显著，可直接降低无人机结构件材料成本30%-50%，整机结构成本降幅超20%，彻底打破高端无人机依赖进口材料的成本壁垒。
（二）突破绿色环保瓶颈，践行双碳发展理念
碳纤维、铝合金等传统材料生产能耗高，且退役后难以自然降解，易产生工业废弃物，与“双碳”目标、绿色制造理念相悖。竹基复合材料作为典型的绿色生物基材料，完美契合无人机产业绿色升级需求：竹子生长周期仅3-5年，可再生性强，生长过程中可大量吸收二氧化碳、释放氧气，固碳能力突出；生产过程采用环保型改性树脂，无有毒有害气体排放，污染物排放大幅低于传统材料生产工艺；退役后可自然降解，真正实现“从自然中来，回自然中去”的绿色闭环，为低空经济绿色发展提供了可行路径。
（三）突破工艺适配瓶颈，实现高精度批量生产
倾转旋翼无人机机翼、机身蒙皮等部件多为复杂曲面结构，传统材料成型工艺复杂、周期长，难以适配批量生产需求。研发团队独创“无刻痕带青竹展平工艺”，攻克竹材难以加工复杂曲面的行业难题，使竹基复合材料具备良好的可塑性与成型性，可通过模压、层压等工艺实现复杂结构件的一次成型，无需后续复杂加工。同时，其成型工艺无需复杂的高温高压设备，生产能耗降低40%以上，成型周期大幅缩短，可实现航空级结构件的高精度、批量化生产，打通了从竹资源筛选到无人机蒙皮结构制造的完整工艺流程，为产业规模化发展奠定基础。
二、竹基复合材料创新亮点：航空级性能的绿色重构
此次应用于倾转旋翼无人机的竹基复合材料，并非传统竹材的简单加工，而是经多维度创新改性与复合工艺处理，形成兼具高强度、高韧性、耐候性与工艺适配性的航空级材料体系，其核心创新亮点体现在三个方面：
（一）材料改性创新，筑牢航空级性能根基
研发团队参照适航标准，历经百余组实验，针对竹材易吸潮、易发霉、尺寸稳定性差的短板，采用绿色改性策略——利用柿漆和铁离子络合的方法对竹单元进行改性处理，再经热压制备出高性能竹基复合材料。这种改性工艺不仅大幅提升了竹基复合材料的耐水性能和防霉性能，还使其总烟生成率降低62.43%，显著提高了阻燃安全性；同时，选用茶秆竹、青皮竹等优质原料，通过机械分解、浸渍和热压等工艺优化，制备出的复合材料力学性能优异，在密度为1.2g/cm³时，茶秆竹基复合材料的静曲强度（MOR）达273MPa，弹性模量（MOE）达21.7GPa，完全满足倾转旋翼无人机核心结构件的力学要求，其力学强度、弹性模量、抗震能力均通过试飞验证，达到行业使用标准。
（二）复合工艺创新，实现性能与轻量化平衡
采用“竹材单元+环保树脂+增强纤维”的复合成型工艺，优化竹材纤维排列方式，充分发挥竹材自身的力学优势与纤维的增强作用，实现材料性能与轻量化的精准平衡。其中，整机竹基复合材料应用比例突破25%，机身蒙皮结构更是100%采用自主研发的高性能竹基复合材料，开创了全球固定翼无人机大规模使用竹材的结构先河。这种复合结构还具备良好的减震降噪性能，可有效缓解倾转旋翼切换时的振动冲击，提升无人机飞行平稳度与部件使用寿命，适配户外复杂飞行工况。
（三）知识产权创新，构建技术壁垒
围绕竹基复合材料在航空领域的应用，研发团队已构建超过200多项专利的知识产权护城河，涵盖材料配方、成型工艺、结构设计等多个维度，形成了从竹资源培育、材料改性、部件制造到整机装配的完整技术体系，有效保障了技术的自主性与创新性，为后续技术迭代与多领域拓展提供了坚实支撑。
三、技术落地成果：首飞成功，多场景赋能低空经济
由国际竹藤中心牵头，联合北京航空航天大学宁波创新研究院和龙竹科技集团共同研发的全球首款高比例竹基倾转旋翼无人机，已在天津欢喜机场圆满完成首飞，标志着竹基复合材料在倾转旋翼无人机领域的航空级应用正式落地，其核心落地成果与应用场景如下：
（一）首飞核心指标达标，性能表现优异
该首飞机型采用垂起倾转旋翼布局，兼具垂直起降与固定翼长航时优势，翼展超2.5米，重量仅7公斤，平飞速度每小时超100公里，续航时间1小时以上。试飞验证表明，该机在飞行平稳度、机动性、抗震能力等方面均表现优异，竹基复合材料结构件可有效抵御户外复杂环境的影响，完全满足工业级无人机的使用要求，实现了“轻量化、低成本、绿色化”的三重目标，标志着我国在竹基复合材料航空应用领域跻身世界前列。
（二）多场景适配，释放绿色应用价值
基于竹基复合材料的成本与性能优势，该类倾转旋翼无人机已逐步拓展至多类高价值应用场景，实现绿色赋能与效能提升：
1. 林业与环保领域：用于森林巡护、火灾预警、生态监测，轻量化特性提升续航能力，可实现大范围、长时间巡护，低成本优势适合大规模推广，同时无人机自身绿色环保，契合生态保护理念；
2. 智慧农业领域：用于植保喷洒、作物监测，轻量化设计提升载荷能力，降本特性降低农业植保成本，助力农业现代化升级；
3. 应急与物流领域：用于山区物资投送、医疗急救通道开辟，轻量化优势提升任务效能，可在复杂地形中灵活起降，破解偏远地区物资配送难题；
4. 科普与教育领域：作为航空科技与环保理念的结合载体，成为生动的STEAM教育工具，普及绿色航空与材料创新知识。
（三）产业链协同完善，规模化生产就绪
目前，我国已构建起“竹资源培育-材料改性-部件制造-整机装配”的完整产业链，依托福建南平自有工厂的成熟产能，已具备批量供应航空级竹基复合材料的能力，可为倾转旋翼无人机规模化应用提供稳定可靠的材料支持。同时，产学研协同创新体系持续完善，联合攻克竹材展平、改性、成型等核心技术，推动技术成果快速转化，助力产业规模化发展。
四、发展趋势：从无人机到绿色航空，拓展竹基材料应用边界
竹基复合材料赋能倾转旋翼无人机实现技术突破，只是“竹材航空化”的起点。随着低空经济的快速发展与材料技术的持续迭代，未来将聚焦四大方向，推动竹基复合材料与航空装备协同升级，拓展应用边界：
（一）性能迭代升级，适配高端场景需求
持续优化材料改性与复合工艺，开发耐温、耐候、力学性能更优异的竹基复合材料，进一步提升其比强度与抗疲劳性能，适配更高载荷、更长航时的倾转旋翼无人机，逐步拓展至轻型运动航空器、电动垂直起降飞行器等更多航空结构场景，建立系列化的竹基航空材料产品体系。
（二）应用场景拓展，跨界赋能多领域发展
依托竹基复合材料的技术优势，逐步拓展至新能源汽车、海洋装备、高端仪器外壳等领域，推动“以竹代碳”“以竹代塑”向高端制造延伸，实现多领域绿色升级；同时，积极探索其在航天领域的应用潜力，拓展至微型卫星结构件、航天器轻量化外壳等高端场景，让中国竹材在更广阔的天空中发挥价值。
（三）工艺持续革新，提升规模化效能
推动竹基复合材料成型工艺的智能化、自动化升级，结合3D打印、数字孪生等技术，优化生产流程，进一步缩短成型周期、降低生产成本，提升产品精度与一致性，适配百万级批量生产需求，推动工业级无人机的规模化普及。
（四）标准体系完善，引领行业规范发展
联合行业协会、科研机构与企业，推动建立竹基复合材料在航空、无人机领域的应用标准，明确材料性能、成型工艺、质量检测等相关要求，推动行业规范化、高质量发展，同时加强国际合作，推动中国竹基航空材料技术走向全球。
竹基复合材料的创新应用，不仅实现了倾转旋翼无人机的绿色轻量化技术突破，破解了行业长期面临的成本、环保与性能瓶颈，更开启了生物基材料赋能高端航空装备的全新赛道，是“中国制造”向“中国竹造”转变的生动实践，也是发展绿色新质生产力、助力“双碳”目标实现的重要成果。
此次全球首款高比例竹基倾转旋翼无人机的首飞成功，标志着我国在竹基复合材料航空应用领域已具备核心竞争力，也为无人机产业绿色升级提供了可复制、可推广的方案。未来，随着材料性能的持续迭代、产业链的不断完善与应用场景的持续拓展，竹基复合材料将逐步打破传统高端材料的垄断，赋能低空经济、航空航天、新能源等多领域高质量发展，让绿色、低成本、高性能的“中国竹”，在全球高端制造领域绽放更大价值。
