Hämmastavad termoplastilised komposiidid

Põhinõuanne: uued tehnoloogiad ja materjalid kiirendavad lennukikonstruktsioonide tootmise ümbermõtestamist.

Uued tehnoloogiad ja materjalid kiirendavad lennukikonstruktsioonide tootmise ümbermõtestamist.

Lennuki kere on kergem ja kiirem

Kere mahutab rohkem kui ainult reisijad ja last. Samuti kannab see olulisi elektrilisi, mehaanilisi, pneumaatilisi ja hüdrosüsteeme. Süsteemide paigaldamine pärast kere valmimist suurendab tootmiskulusid ja aega. Süsteem on ka raske. Kergem ja hõlpsamini valmistatav termoplastist komposiitkere aitab neid puudusi korvata.

Termoplastkattega saab seda saavutada peamiselt seetõttu, et traditsiooniliste metallist kereosade kooshoidmiseks vajalike kinnitusdetailide suurt hulka pole enam vaja või vajaminev arv on palju väiksem.

Termoplastseid komposiite, mis tähistavad süsinikkiuga tugevdatud termoplastseid polümeerkomposiite (CFRTP), saab vormida kõrgel temperatuuril. Seejärel jahutatakse ja kuivatatakse. Kui tüüpilised keresegmendid on nutikalt salongi- ja lastiosadega integreeritud, võib nende kasutuselevõtt kaasa tuua konstruktsiooni kaalusäästu üle 10% lennuki kohta.

CFRTP komposiidid pakuvad ka vahetumat eelist: neid on lihtsam taaskasutada ja taaskasutada kui metallist või süsinikkiust osi.

Eelinstallitud moodulid

Tagasi meie lattu. MFFD koosneb kahest poolsilindrilisest kestast ehk moodulist, mis moodustavad kere tünni. Alumised moodulid on eelnevalt varustatud süsteemide ja juhtmestikuga; Sellel on mõned kokpiti märgised.

Puhtalt tootmise poolel võimaldab termoplastne vooder neid mooduleid kokku panna uute meetodite abil, millest igaüks on MFFD-l testitud. Näiteks selle kest ühendatakse automaatse ultraheli- või laserpunktkeevitusega, mitte ei neetida kokku. See loob montaažitöölistele suhteliselt tolmuvaba keskkonna.

Alumise kere mudeli põrand kinnitatakse seejärel automaatse elektrijuhtkeevitusega.

2024. aasta lõpuks, kui projekt lõppeb, on MFFD oma kaalu vähendamise eesmärgid tegelikult ületanud ja on metallist kerega tünnidega võrreldes kuluneutraalne. Kõrgel tasemel on testitud üle 40 tehnilise "eriala", alates väikesemahulisest mikromehaanikast (komposiitmaterjalide käitumise uurimine) kuni uut tüüpi kinnituste, tööriistade ja täiustatud keevitustehnikateni, nagu eespool kirjeldatud.

MFFD häiriv lähenemisviis võib võimaldada CFRTP komposiitlennukite kere toota 100 tükki kuus, mis on tulevaste ühekäiguliste lennukite sihtmäär. Lisaks majanduslikule kasule aitavad uue lennukikere täiustatud arhitektuur, väiksem kaal ja suurem tootmismäär vähendada olelusringi heitkoguseid kooskõlas Clean Skies 2 eesmärkidega.

Euroopa edulugu

Pärast selle valmimist on demonstraator elanud Hamburgis ZALi rakendusliku lennundusuuringute keskuses. See pandi tegelikult kokku Fraunhoferi instituudis Stade lähedal. Airbusil on laialdased rajatised mõlemas Saksamaa linnas. MFFD uuendus on täielikult Euroopa edulugu. Airbus on üks 13 peamisest partnerist, kes moodustavad konsortsiumi, kuhu kuuluvad Saab, GKN Fokker, Saksa lennunduslabor DLR, Delfti Tehnikaülikool ja alltöövõtja.

"Kui akadeemilised ringkonnad, uurimiskeskused ja tööstusharu osalejad ühendavad ühise eesmärgi, on MFFD suurepärane näide," ütles Airbusi Clean Skies 2 jumboplatvormi juht York Roth. "Üks mängija üksi ei suudaks kunagi pakkuda sellise keerukusega suurt demonstratsioonisilindrit."

Projekt Clean Skies 2

Termoplastkomposiidid Kereosa Demonstraator

① Termoplastilisest süsinikkiust komposiitmaterjalid

② Täiustatud materjalid, meetodid ja tööriistad