Úžasné termoplastické kompozity

Základný tip: Nové technológie a materiály urýchľujú prehodnotenie výroby leteckých konštrukcií.

Nové technológie a materiály urýchľujú prehodnotenie výroby leteckých konštrukcií.

Drak lietadla je ľahší a rýchlejší

Do trupu sa zmestí viac ako len pasažieri a náklad. Nesie tiež dôležité elektrické, mechanické, pneumatické a hydraulické systémy. Inštalácia systémov po dokončení trupu zvyšuje výrobné náklady a čas. Systém je tiež ťažký. Ľahší, jednoduchší trup z termoplastického kompozitu pomáha kompenzovať tieto nevýhody.

Termoplastické opláštenie to môže dosiahnuť hlavne preto, že už nie je potrebný veľký počet spojovacích prvkov, ktoré sú potrebné na držanie tradičných kovových častí trupu pohromade, alebo je potrebný počet oveľa menší.

Termoplastické kompozity, čo je skratka pre termoplastické polymérne kompozity vystužené uhlíkovými vláknami (CFRTP), je možné tvarovať pri vysokých teplotách. Potom sa ochladí a vytvrdí. Ak sú typické segmenty trupu šikovne integrované s časťami kabíny a nákladu, ich zavedenie by mohlo viesť k úspore konštrukčnej hmotnosti o viac ako 10 % na lietadlo.

Kompozity CFRTP ponúkajú aj bezprostrednejšiu výhodu: ľahšie sa opätovne používajú a recyklujú ako diely z kovu alebo uhlíkových vlákien.

Predinštalované moduly

Späť do nášho skladu. MFFD pozostáva z dvoch polvalcových plášťov alebo modulov, ktoré tvoria trupovú hlaveň. Spodné moduly sú vopred vybavené systémami a elektroinštaláciou; Je na ňom nejaké označenie kokpitu.

Čo sa týka čisto výroby, termoplastické opláštenie umožňuje montáž týchto modulov pomocou nových metód, z ktorých každý je testovaný na MFFD. Jeho plášť je napríklad spojený automatizovaným ultrazvukovým alebo laserovým bodovým zváraním, a nie znitovaním. Tým vzniká relatívne bezprašné prostredie pre montážnych pracovníkov.

Podlaha spodného modelu trupu je potom zaistená na mieste automatickým vodivým zváraním.

Do konca roku 2024, keď sa projekt skončí, MFFD skutočne prekročila svoje ciele zníženia hmotnosti a je nákladovo neutrálna v porovnaní s kovovými hlavňami trupu. Viac ako 40 technických „špecialít“ bolo testovaných na vysokej úrovni, od mikromechaniky v malom meradle (štúdium správania sa kompozitných materiálov) až po nové typy prípravkov, nástrojov a pokročilé zváracie techniky, ako je opísané vyššie.

Prevratný prístup MFFD by mohol umožniť výrobu kompozitných drakov lietadiel CFRTP rýchlosťou 100 za mesiac, čo je cieľová sadzba pre budúce lietadlá s jednou uličkou. Okrem ekonomických výhod prispeje pokročilá architektúra, nižšia hmotnosť a vyššia výrobná rýchlosť nového draku k zníženiu emisií počas životného cyklu v súlade s cieľmi Clean Skies 2.

Príbeh európskeho úspechu

Od svojho dokončenia sa demonštrátor nachádza v ZAL Applied Aeronautical Research Center v Hamburgu. V skutočnosti bol zostavený vo Fraunhoferovom inštitúte neďaleko Stade. Airbus má rozsiahle zariadenia v oboch nemeckých mestách. Inovácia MFFD je úplne európskym úspechom. Airbus je jedným z 13 kľúčových partnerov, ktorí tvoria konzorcium, ktoré zahŕňa Saab, GKN Fokker, nemecké letecké laboratórium DLR, Delft University of Technology a subdodávateľa.

„Ak sa akademická obec, výskumné centrá a priemyselní hráči zjednotia okolo spoločného cieľa, MFFD je skvelým príkladom,“ povedal York Roth, vedúci jumbo platformy Clean Skies 2 v Airbuse. "Jeden hráč sám o sebe nikdy nedokázal dodať veľký demonštračný trupový valec takejto zložitosti."

Projekt Clean Sky 2

Termoplastické kompozityTrupová sekcia Demonštrátor

① Termoplastické kompozitné materiály z uhlíkových vlákien

②Pokročilé materiály, metódy a nástroje