NASA pokreće projekt proizvodnje kompozitnih zrakoplova velike brzine

NASA pokreće projekt proizvodnje kompozitnih zrakoplova velike brzine

Prema članku objavljenom na web stranici NASA-e, kako bi se pronašao način za brzi razvoj nove vrste održivog zrakoplova, NASA planira provesti projekt proizvodnje kompozitnih zrakoplova velike brzine (HiCAM). Projekt HiCAM dio je Sustainable Flight National Partnership (SFNP). NASA će surađivati ​​sa svojim partnerima u industriji, akademskoj zajednici i vladi na usvajanju zelenih tehnologija za promicanje razvoja održivijeg zrakoplovstva.

Voditelj projekta HiCAM istraživačkog centra NASA Langley rekao je da kao jedan od najnovijih NASA-inih projekata projekt HiCAM planira široku primjenu kompozitnih materijala u sljedećoj generaciji zrakoplova, što zahtijeva stvaranje ekonomičnih i brzih pogona za proizvodnju zrakoplova.

U sljedećih 20 godina, globalna flota komercijalnog zrakoplovstva trebat će oko 40000 novih zrakoplova kako bi zadovoljila sve veću potražnju za zračnim prijevozom, dok će starije zrakoplove zamijeniti starijim zrakoplovima, od kojih će se većina koristiti za jednokanalne letove operacije tržišta zrakoplova.

Trenutno je produktivnost aviona s jednim prolazom izrađenih od metalnih konstrukcija poput zrakoplova Boeing 737 oko 60 mjesečno. U usporedbi s produktivnošću metalnih letjelica, produktivnost putničkih aviona od kompozitnih materijala poput zrakoplova Airbus A220 ili većih zrakoplova Boeing 787 ne prelazi 14 mjesečno.

Cilj projekta HiCAM je ubrzati ovaj proizvodni proces kako bi se postigla produktivnost od 80 zrakoplova mjesečno korištenjem kompozitnih materijala. Kako bi postigli ovaj cilj, istraživači proučavaju koji se kompozitni materijali i proizvodne metode mogu ubrzati do tako visoke produktivnosti, a više većih zrakoplovnih komponenti, kao što su nosači zrakoplova i okviri zrakoplova, mogu se proizvesti brže. Ove komponente mogu biti izrađene od prilagođenih miješanih materijala kao što su plastika, grafit i keramika, što može značajno smanjiti troškove kompozitnih struktura, značajno smanjiti težinu zrakoplova i postići ciljeve uštede goriva.

NASA je rekla da je produktivnost ograničena vremenom potrebnim za proizvodnju dijelova, sastavljanje dijelova za izradu velikih dijelova zrakoplova i provjeru rezultata kvalitete. Trenutno je većina dijelova zrakoplova izrađenih od kompozitnih materijala termoreaktivni materijali, a proces njihove proizvodnje je nepovratan. Kompozitni materijal izrađen od svakog dijela stvrdnjava se visokom temperaturom i visokim tlakom spremnika za vruće prešanje i konačno postaje čvrst.

Cijeli proces je relativno dug, do 8 sati. Kako bi se skratilo vrijeme, potrebno je proučiti koji se kompozitni materijali najbrže suše u spremniku za vruće prešanje, koji se materijali mogu stvrdnjavati bez korištenja spremnika za vruće prešanje te postoje li drugi kompozitni materijali koji se mogu koristiti u proizvodnja.

HiCAM projektni tim još uvijek radi s industrijskim partnerima Advanced Composite Materials Alliance na razvoju procesa proizvodnje kompozitnih materijala velike brzine. Ovi industrijski partneri uključuju proizvođače zrakoplova, programere opreme i softvera te dobavljače materijala. Iako je fokus projekta HiCAM na transportnim zrakoplovima, on također ima veliki potencijal primjene u drugim aspektima, uključujući strukture malih zrakoplova za napredni zračni transport.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) je proizvođač TORAYCA™ ugljičnih vlakana i termoreaktivnih preprega za zrakoplovstvo. Sudjelovao je u trodijelnom zadatku projekta u ovoj fazi, uglavnom odgovoran za opskrbu TORAYCA ™ ugljičnim vlaknima i sljedeću generaciju termoreaktivnog preprega.

Osim toga, TCMA također pruža smjernice za proces upotrebe materijala u razvoju procesa automatiziranog postavljanja vlakana (AFP), brzog stvrdnjavanja i prožimanja smolom struktura krila/trupa. Termoseaktivni prepreg koristi karbonska vlakna srednjeg modula (IM plus ) i ojačani sustav epoksidnih smola za pružanje strukturnih svojstava, niskog sadržaja smole i strogih proizvodnih tolerancija fizičkih svojstava.

Jeff Cross, direktor razvoja zrakoplovnog poslovanja u TCMA-i, rekao je: "Ponosni smo što sudjelujemo u naporima ACC-a da smanji troškove, poboljša performanse i poveća stopu isporuke jednokanalnih komercijalnih zrakoplova, kako bismo održali konkurentsku prednost Sjedinjene Države u proizvodnji zrakoplova." .

Toray Advanced Composites (TAC) je proizvođač različitih tehnologija termoreaktivnih i termoplastičnih kompozitnih materijala. Izravno je sudjelovao u četiri dodatna dijela projekta i osigurao niz Cetex ® termoplastičnih UD traka i drugih inputa materijala.

Ovi materijali uključuju TORAYCA ® najsuvremenije strukturne termoplastične kompozite ojačane karbonskim vlaknima sa standardnim i srednjim modulom, a koriste se u inovativnim PROCESIMA proizvodnje DIJELOVA i SKLAPANJA. Steve Stop, potpredsjednik za tehnologiju u TAC-u, rekao je: "Toray je počašćen podrškom ovog općeg plana tehnologije materijala i procesa kako bi se industriji zrakoplovne proizvodnje pomoglo da postigne 4-6 puta veći rast produktivnosti bez presedana."