Compozite termoplastice uimitoare

Sfat principal: Noile tehnologii și materiale accelerează o regândire a producției de structuri de aeronave.

Noile tehnologii și materiale accelerează o regândire a producției de structuri de aeronave.

Corpul avionului este mai ușor și mai rapid

Fuzelajul deține mai mult decât pasageri și marfă. De asemenea, are sisteme vitale electrice, mecanice, pneumatice și hidraulice. Instalarea sistemelor după finalizarea fuselajului crește costurile de producție și timpul. Sistemul este, de asemenea, greu. Fuzelajul compozit termoplastic mai ușor și mai ușor de produs ajută la compensarea acestor dezavantaje.

Placarea termoplastică poate realiza acest lucru, în principal deoarece numărul mare de elemente de fixare necesare pentru a ține împreună piesele metalice tradiționale ale fuzelajului nu mai sunt necesare sau numărul necesar este mult mai mic.

Compozitele termoplastice, care reprezintă compozite polimerice termoplastice armate cu fibre de carbon (CFRTP), pot fi turnate la temperaturi ridicate. Apoi se răcește și se întărește. Dacă segmentele tipice ale fuzelajului sunt integrate inteligent cu piesele de cabină și de marfă, introducerea lor ar putea duce la economii de greutate structurală de peste 10% per aeronavă.

Compozitele CFRTP oferă, de asemenea, un avantaj mai imediat: sunt mai ușor de reutilizat și reciclat decât piesele din metal sau fibră de carbon.

Module preinstalate

Înapoi la depozitul nostru. MFFD este format din două carcase semicilindrice, sau module, care formează cilindrul fuselajului. Modulele inferioare sunt preechipate cu sisteme și cablaje; Are niște marcaje în carlingă.

În ceea ce privește producția pură, placarea termoplastică permite asamblarea acestor module folosind metode noi, fiecare dintre acestea fiind testată pe MFFD. Învelișul său, de exemplu, este îmbinat prin sudare automată cu ultrasunete sau cu laser, mai degrabă decât nituit împreună. Acest lucru creează un mediu relativ fără praf pentru lucrătorii de asamblare.

Podeaua modelului de fuselaj inferior este apoi fixată prin sudare automată prin conducție.

Până la sfârșitul anului 2024, când proiectul se încheie, MFFD și-a depășit efectiv obiectivele de reducere a greutății și este neutru din punct de vedere al costurilor în comparație cu butoaiele metalice ale fuzelajului. Mai mult de 40 de „specialități” tehnice au fost testate la un nivel înalt, variind de la micromecanica la scară mică (studiul comportării materialelor compozite) până la noi tipuri de dispozitive, unelte și tehnici avansate de sudare, așa cum este descris mai sus.

Abordarea disruptivă a MFFD ar putea permite ca aeronavele compozite CFRTP să fie fabricate la o rată de 100 pe lună, care este rata țintă pentru viitoarele aeronave cu un singur culoar. În plus față de beneficiile economice, arhitectura avansată, greutatea mai mică și rata de producție mai mare a noii structuri de avion vor contribui la reducerea emisiilor ciclului de viață, în conformitate cu obiectivele Clean Skies 2.

O poveste de succes europeană

De la finalizarea sa, demonstrantul a locuit la Centrul de Cercetare Aeronautică Aplicată ZAL din Hamburg. De fapt, a fost asamblat la Institutul Fraunhofer de lângă Stade. Airbus are facilități extinse în ambele orașe germane. Inovația MFFD este o poveste de succes în întregime europeană. Airbus este unul dintre cei 13 parteneri cheie care alcătuiesc consorțiul, care include Saab, GKN Fokker, laboratorul aerospațial german DLR, Universitatea Tehnologică Delft și un subcontractant.

„Dacă mediul academic, centrele de cercetare și actorii din industrie sunt uniți în jurul unui obiectiv comun, MFFD este un exemplu excelent”, a spus York Roth, șeful platformei Jumbo Clean Skies 2 la Airbus. „Un jucător de unul singur nu ar putea niciodată să livreze un cilindru demonstrativ mare de fuselaj de această complexitate.”

Proiectul Clean Skies 2

Compozite termoplastice Secțiune de fuselaj Demonstrator

① Materiale compozite din fibră de carbon termoplastică

②Materiale, metode și unelte avansate