Fantastiske termoplastiske kompositter

Kjernetips: Nye teknologier og materialer fremskynder en nytenkning av produksjonen av flystrukturer.

Nye teknologier og materialer fremskynder en nytenkning av produksjonen av flystrukturer.

Flyrammen er lettere og raskere

Flykroppen rommer mer enn bare passasjerer og last. Den bærer også viktige elektriske, mekaniske, pneumatiske og hydrauliske systemer. Å installere systemene etter at flykroppen er fullført øker produksjonskostnadene og tiden. Systemet er også tungt. Den lettere, lettere å produsere termoplastiske komposittkroppen bidrar til å oppveie disse ulempene.

Termoplastkledning kan oppnå dette, hovedsakelig fordi det store antallet festemidler som trengs for å holde tradisjonelle metallkroppsdeler sammen ikke lenger er nødvendig, eller antallet som kreves er mye mindre.

Termoplastiske kompositter, som står for karbonfiberforsterkede termoplastiske polymerkompositter (CFRTP), kan støpes ved høye temperaturer. Den blir deretter avkjølt og herdet. Hvis typiske flykroppssegmenter er smart integrert med kabin- og lastedeler, kan introduksjonen av dem resultere i strukturelle vektbesparelser på mer enn 10 % per fly.

CFRTP-kompositter gir også en mer umiddelbar fordel: de er lettere å gjenbruke og resirkulere enn metall- eller karbonfiberdeler.

Forhåndsinstallerte moduler

Tilbake til vårt lager. MFFD består av to halvsylindriske skall, eller moduler, som danner flykroppen. De nedre modulene er forhåndsutstyrt med systemer og ledninger; Den har noen cockpit-merker på seg.

På den rene produksjonssiden gjør termoplastkledning at disse modulene kan settes sammen ved hjelp av nye metoder, som hver er testet på MFFD. Skallet, for eksempel, er sammenføyd med automatisert ultralyd- eller laserpunktsveising, i stedet for klinket sammen. Dette skaper et relativt støvfritt miljø for monteringsarbeidere.

Gulvet i den nedre flykroppsmodellen blir deretter sikret på plass ved automatisk ledningssveising.

Ved utgangen av 2024, når prosjektet avsluttes, har MFFD faktisk overskredet sine vektreduksjonsmål og er kostnadsnøytral sammenlignet med fat i skrog av metall. Mer enn 40 tekniske "spesialiteter" har blitt testet på et høyt nivå, alt fra småskala mikromekanikk (studiet av oppførselen til komposittmaterialer) til nye typer armaturer, verktøy og avanserte sveiseteknikker som beskrevet ovenfor.

MFFDs forstyrrende tilnærming kan gjøre det mulig å produsere CFRTP-komposittfly med en hastighet på 100 per måned, som er målsatsen for fremtidige fly med én gang. I tillegg til de økonomiske fordelene, vil den avanserte arkitekturen, lavere vekten og høyere produksjonshastigheten til den nye flyrammen bidra til å redusere livssyklusutslipp, i tråd med målene til Clean Skies 2.

En europeisk suksesshistorie

Siden ferdigstillelsen har demonstratoren oppholdt seg ved ZAL Applied Aeronautical Research Center i Hamburg. Den ble faktisk satt sammen på Fraunhofer Institute nær Stade. Airbus har omfattende fasiliteter i begge de tyske byene. MFFDs innovasjon er en helt europeisk suksesshistorie. Airbus er en av 13 nøkkelpartnere som utgjør konsortiet, som inkluderer Saab, GKN Fokker, det tyske luftfartslaboratoriet DLR, Delft University of Technology og en underleverandør.

"Hvis akademia, forskningssentre og industriaktører er forent rundt et felles mål, er MFFD et godt eksempel," sa York Roth, leder for Clean Skies 2 jumboplattformen hos Airbus. "Én spiller alene kunne aldri levere en stor demonstrasjonsflysylinder av denne kompleksiteten."

Clean Skies 2-prosjektet

Termoplastiske kompositter Flykroppsdel Demonstrator

①Termoplastisk karbonfiber komposittmaterialer

②Avanserte materialer, metoder og verktøy