NASA lancerer High-Speed ​​Composite Aircraft Manufacturing Project

NASA lancerer et højhastigheds-kompositflyproduktionsprojekt

Ifølge en artikel på NASAs hjemmeside planlægger NASA at udføre et højhastigheds-kompositflyfremstillingsprojekt (HiCAM) for hurtigt at finde en måde at udvikle en ny type bæredygtige fly. HiCAM-projektet er en del af Sustainable Flight National Partnership (SFNP). NASA vil arbejde sammen med sine partnere i industrien, den akademiske verden og regeringen for at vedtage grønne teknologier for at fremme udviklingen af ​​mere bæredygtig luftfart.

HiCAM-projektlederen for NASA Langley Research Center sagde, at som et af NASAs seneste projekter planlægger HiCAM-projektet i vid udstrækning at anvende kompositmaterialer til den næste generation af fly, hvilket kræver oprettelse af økonomiske og hurtige flyproduktionsfaciliteter.

I de næste 20 år vil den globale kommercielle luftfartsflåde have brug for omkring 40,000 nye fly for at imødekomme den voksende efterspørgsel efter flyrejser, samtidig med at den erstatter ældre passagerfly med ældre fly, hvoraf de fleste vil blive brugt til en-kanals flymarkedsoperationer.

På nuværende tidspunkt er produktiviteten af ​​enkeltgange passagerfly lavet af metalstrukturer som Boeing 737 passagerfly omkring 60 om måneden. Sammenlignet med produktiviteten af ​​metalfly overstiger produktiviteten af ​​passagerfly fremstillet af kompositmaterialer som Airbus A220-fly eller større Boeing 787-fly ikke 14 om måneden.

Målet med HiCAM-projektet er at accelerere denne produktionsproces for at opnå en produktivitet på 80 fly om måneden ved brug af kompositmaterialer. For at nå dette mål undersøger forskere, hvilke kompositmaterialer og fremstillingsmetoder, der kan accelereres til så høj en produktivitet, og flere store flykomponenter, såsom flyreoler og flyskrog, kan fremstilles hurtigere. Disse komponenter kan fremstilles af tilpassede blandede materialer såsom plast, grafit og keramik, hvilket kan reducere omkostningerne ved kompositstrukturer betydeligt, reducere flyets vægt betydeligt og opnå brændstofbesparende mål.

NASA sagde, at produktiviteten er begrænset af den tid, det tager at fremstille dele, samle dele til at lave store flydele og kontrollere kvalitetsresultater. På nuværende tidspunkt er de fleste flydele fremstillet af kompositmaterialer termohærdende materialer, og deres fremstillingsproces er irreversibel. Det kompositmateriale, der er fremstillet af hver del, hærdes af den høje temperatur og høje tryk i varmpressetanken og bliver til sidst fast.

Hele processen er forholdsvis lang, op til 8 timer. For at afkorte tiden er det nødvendigt at undersøge, hvilke kompositmaterialer, der hærder hurtigst i varmpresningstanken, hvilke materialer der kan hærdes uden brug af varmpresningstanken, og om der er andre kompositmaterialer, der kan anvendes i fremstilling.

HiCAM-projektteamet arbejder stadig med industripartnere i Advanced Composite Materials Alliance for at udvikle højhastighedsfremstillingsprocesser for kompositmaterialer. Disse industripartnere omfatter flyproducenter, udstyrs- og softwareudviklere og materialeleverandører. Selvom fokus for HiCAM-projektet er på transportfly, har det også et stort anvendelsespotentiale i andre aspekter, herunder små flystrukturer til avanceret lufttransport.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) er en producent af TORAYCA™ kulfiber og termohærdende prepreg i flykvalitet. Den deltog i projektets tredelte opgave på dette stadium, hovedsagelig ansvarlig for leveringen af ​​TORAYCA ™ kulfiber og den næste generation af termohærdende prepreg.

Derudover giver TCMA også procesvejledning til brug af materialer i udviklingen af ​​automatiseret fiberplacering (AFP) proces, hurtig hærdning og harpiksperfusion af vinge/flykroppe strukturer. Termohærdende prepreg bruger medium modulus kulfiber (IM plus ) og hærdet epoxyharpikssystem for at give strukturelle egenskaber, lavt harpiksindhold og strenge fysiske egenskaber fremstillingstolerancer.

Jeff Cross, direktør for Aerospace Business Development hos TCMA, sagde: "Vi er stolte af at deltage i ACC's bestræbelser på at reducere omkostningerne, forbedre ydeevnen og øge leveringshastigheden af ​​enkanals kommercielle fly, for at bevare konkurrencefordele af USA inden for flyproduktion." .

Toray Advanced Composites (TAC) er en producent af en række forskellige termohærdende og termoplastiske kompositmaterialer teknologier. Det deltog direkte i de fire yderligere dele af projektet og leverede en række Cetex ® termoplastiske UD-tape og andre materialeinput.

Disse materialer omfatter TORAYCA ® kulfiberforstærkede state-of-the-art strukturelle termoplastiske kompositter med standard og mellemliggende modul, og bruges i innovative DELE fremstilling og MONTERING PROCESSER. Steve Stop, vicepræsident for teknologi hos TAC, sagde: "Toray er beæret over at støtte denne overordnede materiale- og procesteknologiplan for at hjælpe rumfartsindustrien med at opnå en hidtil uset 4-6 gange produktivitetsvækst."