NASA запускає проект з виробництва високошвидкісних композитних літаків

NASA запускає проект з виробництва високошвидкісних композитних літаків

Згідно зі статтею, опублікованою на веб-сайті NASA, щоб знайти спосіб швидко розробити новий тип стійкого літака, NASA планує здійснити проект високошвидкісного композитного літакобудування (HiCAM). Проект HiCAM є частиною Національного партнерства Sustainable Flight National Partnership (SFNP). NASA співпрацюватиме зі своїми партнерами в промисловості, наукових колах та уряді, щоб запровадити зелені технології для сприяння розвитку більш стійкої авіації.

Керівник проекту HiCAM Дослідницького центру NASA Langley сказав, що в якості одного з останніх проектів NASA проект HiCAM планує широко застосовувати композитні матеріали в наступному поколінні літальних апаратів, що вимагає створення економічних і швидких потужностей з виробництва літаків.

У наступні 20 років флоту світової комерційної авіації знадобиться приблизно 40 000 нових літаків, щоб задовольнити зростаючий попит на авіаперельоти, одночасно замінюючи старі лайнери старішими літаками, більшість з яких використовуватимуться для одноканальних операції на ринку літаків.

В даний час продуктивність однофюзеляжних лайнерів з металоконструкцій типу Boeing 737 становить близько 60 на місяць. У порівнянні з продуктивністю металевих літаків, продуктивність лайнерів з композитних матеріалів типу Airbus A220 або більших Boeing 787 не перевищує 14 на місяць.

Метою проекту HiCAM є прискорення цього виробничого процесу для досягнення продуктивності 80 літаків на місяць з використанням композитних матеріалів. Щоб досягти цієї мети, дослідники вивчають, які композитні матеріали та методи виробництва можна прискорити до такої високої продуктивності, а також швидше виготовити великі компоненти літака, такі як стійки та корпуси літаків. Ці компоненти можуть бути виготовлені з індивідуальних змішаних матеріалів, таких як пластик, графіт і кераміка, що може значно знизити вартість композитних конструкцій, значно зменшити вагу літака та досягти цілей щодо економії палива.

У NASA заявили, що продуктивність обмежена часом, необхідним для виготовлення деталей, складання деталей для виготовлення великих частин літака та перевірки результатів якості. В даний час більшість деталей літаків, виготовлених з композиційних матеріалів, є термореактивними матеріалами, і процес їх виготовлення є незворотнім. Композитний матеріал, виготовлений з кожної деталі, затверджується під дією високої температури та високого тиску в резервуарі для гарячого пресування й нарешті стає твердим.

Весь процес відносно тривалий, до 8 годин. Щоб скоротити час, необхідно вивчити, які композиційні матеріали найшвидше твердіють у резервуарі гарячого пресування, які матеріали можна тверднути без використання резервуару гарячого пресування та чи існують інші композитні матеріали, які можна використовувати в виробництво.

Команда проекту HiCAM все ще працює з галузевими партнерами Advanced Composite Materials Alliance над розробкою високошвидкісних процесів виробництва композитних матеріалів. До таких галузевих партнерів належать виробники літаків, розробники обладнання та програмного забезпечення, а також постачальники матеріалів. Незважаючи на те, що проект HiCAM зосереджений на транспортних літаках, він також має високий потенціал застосування в інших аспектах, включаючи конструкції невеликих літальних апаратів для вдосконаленого повітряного транспорту.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) є виробником вуглецевого волокна TORAYCA ™ і авіаційного термореактивного препрегу. На цьому етапі він брав участь у виконанні завдання проекту, що складається з трьох частин, головним чином відповідаючи за постачання вуглецевого волокна TORAYCA ™ і наступного покоління термореактивних препрегів.

Крім того, TCMA також надає керівництво щодо використання матеріалів у розробці процесу автоматизованого розміщення волокон (AFP), швидкого затвердіння та перфузії смолою крила/фюзеляжу. Термореактивний препрег використовує вуглецеве волокно із середнім модулем (IM plus) і систему зміцненої епоксидної смоли для забезпечення структурних властивостей, низького вмісту смоли та строгих виробничих допусків щодо фізичних властивостей.

Джефф Кросс, директор з розвитку аерокосмічного бізнесу в TCMA, сказав: «Ми пишаємося тим, що беремо участь у зусиллях ACC, спрямованих на зниження витрат, підвищення продуктивності та збільшення швидкості доставки одноканальних комерційних літаків, щоб зберегти конкурентну перевагу авіакомпанії. Сполучені Штати в авіабудуванні». .

Toray Advanced Composites (TAC) є виробником різних технологій термореактивних і термопластичних композитних матеріалів. Він брав безпосередню участь у чотирьох додаткових частинах проекту та надав серію термопластичних UD-стрічок Cetex ® та інші матеріали.

Ці матеріали включають сучасні конструкційні термопластичні композити TORAYCA ®, армовані вуглецевим волокном, зі стандартним і проміжним модулем пружності, і використовуються в інноваційних ПРОЦЕСАХ виробництва ДЕТАЛЕЙ і МОНТАЖІ. Стів Стоп, віце-президент із технологій у TAC, сказав: «Toray має честь підтримати цей загальний план технологій виробництва матеріалів і процесів, щоб допомогти аерокосмічній промисловості досягти безпрецедентного зростання продуктивності в 4-6 разів».