NASA pokreće projekat proizvodnje kompozitnih aviona velike brzine

NASA pokreće projekat proizvodnje kompozitnih aviona velike brzine

Prema članku objavljenom na web stranici NASA-e, kako bi se pronašao način za brzi razvoj novog tipa održivog zrakoplova, NASA planira provesti projekt proizvodnje kompozitnih aviona velike brzine (HiCAM). Projekat HiCAM dio je Nacionalnog partnerstva za održivo letenje (SFNP). NASA će raditi sa svojim partnerima u industriji, akademskoj zajednici i vladi na usvajanju zelenih tehnologija za promicanje razvoja održivijeg zrakoplovstva.

Menadžer HiCAM projekta NASA Langley istraživačkog centra rekao je da kao jedan od najnovijih NASA-inih projekata, HiCAM projekat planira široku primjenu kompozitnih materijala na sljedeću generaciju aviona, što zahtijeva stvaranje ekonomičnih i brzih pogona za proizvodnju aviona.

U sljedećih 20 godina, globalnoj floti komercijalne avijacije trebat će oko 40,000 novih aviona kako bi zadovoljila rastuću potražnju za zračnim prometom, uz zamjenu starijih aviona starijim avionima, od kojih će se većina koristiti za jednokanalne operacije na tržištu aviona.

Trenutno je produktivnost jednoprolaznih aviona napravljenih od metalnih konstrukcija poput aviona Boeing 737 oko 60 mjesečno. U poređenju sa produktivnošću metalnih aviona, produktivnost aviona napravljenih od kompozitnih materijala poput Airbus A220 ili većih aviona Boeing 787 ne prelazi 14 mjesečno.

Cilj HiCAM projekta je ubrzati ovaj proizvodni proces kako bi se postigla produktivnost od 80 letjelica mjesečno koristeći kompozitne materijale. Kako bi postigli ovaj cilj, istraživači proučavaju koji kompozitni materijali i metode proizvodnje mogu biti ubrzani do tako visoke produktivnosti, a veće komponente aviona, kao što su nosači i okviri aviona, mogu se proizvoditi brže. Ove komponente mogu biti izrađene od prilagođenih mješovitih materijala kao što su plastika, grafit i keramika, što može značajno smanjiti cijenu kompozitnih struktura, značajno smanjiti težinu aviona i postići ciljeve uštede goriva.

NASA je rekla da je produktivnost ograničena vremenom koje je potrebno za proizvodnju dijelova, sastavljanje dijelova za izradu dijelova za velike avione i provjeru rezultata kvaliteta. Trenutno je većina dijelova aviona izrađenih od kompozitnih materijala termoreaktivni materijali, a njihov proizvodni proces je nepovratan. Kompozitni materijal napravljen od svakog dijela se stvrdnjava visokom temperaturom i visokim pritiskom rezervoara za vruće presovanje i konačno postaje čvrst.

Ceo proces je relativno dug, do 8 sati. Kako bi se skratilo vrijeme potrebno je proučiti koji kompozitni materijali najbrže stvrdnjavaju u tanku za vruće presovanje, koji materijali se mogu stvrdnjavati bez upotrebe rezervoara za vruće presovanje i da li postoje drugi kompozitni materijali koji se mogu koristiti u proizvodnja.

HiCAM projektni tim još uvijek radi s industrijskim partnerima Saveza za napredne kompozitne materijale na razvoju procesa proizvodnje kompozitnih materijala velike brzine. Ovi industrijski partneri uključuju proizvođače aviona, programere opreme i softvera i dobavljače materijala. Iako je fokus HiCAM projekta na transportnim avionima, on takođe ima veliki potencijal primene u drugim aspektima, uključujući male strukture aviona za napredni vazdušni transport.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) je proizvođač TORAYCA™ karbonskih vlakana i termoreaktivnog preprega za vazduhoplovstvo. Učestvovao je u zadatku projekta koji se sastoji od tri dijela u ovoj fazi, uglavnom odgovoran za nabavku TORAYCA™ karbonskih vlakana i sljedeće generacije termoreaktivnog preprega.

Osim toga, TCMA također pruža smjernice za procese za korištenje materijala u razvoju procesa automatiziranog postavljanja vlakana (AFP), brzog očvršćavanja i perfuzije smole struktura krila/trupa. Termoreaktivni prepreg koristi karbonska vlakna srednjeg modula (IM plus) i ojačani sistem epoksidne smole kako bi se obezbijedila strukturna svojstva, nizak sadržaj smole i stroge proizvodne tolerancije fizičkih svojstava.

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

Toray Advanced Composites (TAC) je proizvođač raznih tehnologija termoreaktivnih i termoplastičnih kompozitnih materijala. Direktno je učestvovao u četiri dodatna dijela projekta i obezbijedio seriju Cetex ® termoplastičnih UD traka i drugih materijala.

Ovi materijali uključuju TORAYCA ® karbonska vlakna ojačane najsavremenije strukturne termoplastične kompozite sa standardnim i srednjim modulom, a koriste se u inovativnoj proizvodnji DELOVA i PROCESIMA MONTAŽE. Steve Stop, potpredsjednik za tehnologiju u TAC-u, rekao je: "Toray je počastvovan što podržava ovaj sveukupni plan za materijale i procesnu tehnologiju kako bi pomogao industriji zrakoplovne proizvodnje da postigne neviđeni rast produktivnosti od 4-6 puta."