Úžasné termoplastické kompozity

Základní tip: Nové technologie a materiály urychlují přehodnocení výroby leteckých konstrukcí.

Nové technologie a materiály urychlují přehodnocení výroby leteckých konstrukcí.

Drak letadla je lehčí a rychlejší

Trup pojme více než jen cestující a náklad. Nese také životně důležité elektrické, mechanické, pneumatické a hydraulické systémy. Instalace systémů po dokončení trupu zvyšuje výrobní náklady a čas. Systém je také těžký. Lehčí, snáze vyrobitelný trup z termoplastického kompozitu pomáhá kompenzovat tyto nevýhody.

Termoplastické opláštění toho může dosáhnout především proto, že již není potřeba velký počet spojovacích prvků potřebných pro držení tradičních kovových částí trupu pohromadě, nebo je požadovaný počet mnohem menší.

Termoplastické kompozity, což je zkratka pro termoplastické polymerní kompozity vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRTP), lze tvarovat při vysokých teplotách. Poté se ochladí a vytvrdí. Pokud jsou typické segmenty trupu chytře integrovány s kabinou a částmi nákladu, jejich zavedení by mohlo vést ke snížení konstrukční hmotnosti o více než 10 % na letadlo.

Kompozity CFRTP také nabízejí bezprostřednější výhodu: snáze se znovu používají a recyklují než díly z kovu nebo uhlíkových vláken.

Předinstalované moduly

Zpět do našeho skladu. MFFD se skládá ze dvou půlválcových plášťů nebo modulů, které tvoří hlaveň trupu. Spodní moduly jsou předem vybaveny systémy a kabeláží; Jsou na něm nějaké znaky kokpitu.

Na straně čistě výroby umožňuje termoplastické opláštění tyto moduly sestavit pomocí nových metod, z nichž každý je testován na MFFD. Jeho plášť je například spojen automatizovaným ultrazvukovým nebo laserovým bodovým svařováním, spíše než snýtováním. Pro montážní pracovníky tak vzniká relativně bezprašné prostředí.

Podlaha spodního modelu trupu je pak zajištěna automatickým vodivým svařováním.

Do konce roku 2024, kdy projekt skončí, MFFD skutečně překročila své cíle snížení hmotnosti a je nákladově neutrální ve srovnání s kovovými hlavněmi trupu. Více než 40 technických „specialit“ bylo testováno na vysoké úrovni, od drobné mikromechaniky (studium chování kompozitních materiálů) po nové typy přípravků, nástrojů a pokročilé svařovací techniky, jak je popsáno výše.

Převratný přístup MFFD by mohl umožnit výrobu kompozitních draků letadel CFRTP rychlostí 100 měsíčně, což je cílová sazba pro budoucí letadla s jednou uličkou. Kromě ekonomických výhod pomůže pokročilá architektura, nižší hmotnost a vyšší výrobní rychlost nového draku snížit emise během životního cyklu v souladu s cíli Clean Skies 2.

Příběh evropského úspěchu

Od svého dokončení je demonstrátor umístěn v ZAL Applied Aeronautical Research Center v Hamburku. Ve skutečnosti byla sestavena ve Fraunhoferově institutu poblíž Stade. Airbus má rozsáhlá zařízení v obou německých městech. Inovace MFFD je zcela evropským úspěchem. Airbus je jedním ze 13 klíčových partnerů, kteří tvoří konsorcium, které zahrnuje Saab, GKN Fokker, německou leteckou laboratoř DLR, Delft University of Technology a subdodavatele.

„Pokud se akademická obec, výzkumná centra a průmysloví hráči sjednotí kolem společného cíle, MFFD je skvělým příkladem,“ řekl York Roth, vedoucí jumbo platformy Clean Skies 2 společnosti Airbus. "Jeden hráč sám o sobě nikdy nemohl dodat velký demonstrační trupový válec této složitosti."

Projekt Čisté nebe 2

Termoplastické kompozityTrupová sekce Demonstrátor

① Termoplastické kompozitní materiály z uhlíkových vláken

②Pokročilé materiály, metody a nástroje