La NASA llança el projecte de fabricació d'avions composts d'alta velocitat
Jul 29, 2022
La NASA llança un projecte de fabricació d'avions composts d'alta velocitat
Segons un article publicat al lloc web de la NASA, per tal de trobar una manera de desenvolupar ràpidament un nou tipus d'avió sostenible, la NASA té previst dur a terme un projecte de fabricació d'avions composts d'alta velocitat (HiCAM). El projecte HiCAM forma part de la Sustainable Flight National Partnership (SFNP). La NASA treballarà amb els seus socis de la indústria, l'acadèmia i el govern per adoptar tecnologies verdes per promoure el desenvolupament d'una aviació més sostenible.
El director del projecte HiCAM del Centre de Recerca Langley de la NASA va dir que, com un dels últims projectes de la NASA, el projecte HiCAM té previst aplicar àmpliament materials compostos a la propera generació d'avions, la qual cosa requereix la creació d'instal·lacions de producció d'avions econòmiques i ràpides.
En els propers 20 anys, la flota d'aviació comercial global necessitarà uns 40,000 avions nous per satisfer la creixent demanda de viatges aeris, alhora que substituirà els avions més antics per avions més antics, la majoria dels quals s'utilitzaran per a un sol canal. operacions del mercat d'aeronaus.
Actualment, la productivitat dels avions d'un sol passadís fets d'estructures metàl·liques com els avions Boeing 737 és d'uns 60 al mes. En comparació amb la productivitat dels avions metàl·lics, la productivitat dels avions de línia fets amb materials compostos com els avions Airbus A220 o els avions Boeing 787 més grans no supera els 14 al mes.
L'objectiu del projecte HiCAM és accelerar aquest procés de producció per aconseguir una productivitat de 80 avions al mes utilitzant materials compostos. Per assolir aquest objectiu, els investigadors estan estudiant quins materials compostos i mètodes de fabricació es poden accelerar a una productivitat tan alta, i els components d'avions més grans, com ara bastidors i fustes d'avions, es poden fabricar més ràpidament. Aquests components es poden fabricar amb materials barrejats personalitzats, com ara plàstic, grafit i ceràmica, que poden reduir significativament el cost de les estructures compostes, reduir significativament el pes de l'avió i assolir objectius d'estalvi de combustible.
La NASA va dir que la productivitat està limitada pel temps que es triga a fabricar peces, muntar peces per fer peces d'avions grans i comprovar la qualitat dels resultats. Actualment, la majoria de peces d'avions fetes de materials compostos són materials termoestables i el seu procés de fabricació és irreversible. El material compost fet de cada peça es cura per l'alta temperatura i l'alta pressió del dipòsit de premsat en calent i finalment es torna sòlid.
Tot el procés és relativament llarg, fins a 8 hores. Per escurçar el temps, cal estudiar quins materials compostos es curen més ràpidament al tanc de premsat en calent, quins materials es poden curar sense utilitzar el tanc de premsat en calent i si hi ha altres materials compostos que es poden utilitzar en fabricació.
L'equip del projecte HiCAM segueix treballant amb socis de la indústria de l'Aliança de materials compostos avançats per desenvolupar processos de fabricació de materials compostos d'alta velocitat. Aquests socis de la indústria inclouen fabricants d'avions, desenvolupadors d'equips i programari i proveïdors de materials. Tot i que l'enfocament del projecte HiCAM està en els avions de transport, també té un alt potencial d'aplicació en altres aspectes, incloses les estructures d'avions petites per al transport aeri avançat.
Toray Composite Materials America Inc (TCMA) és un fabricant de fibra de carboni TORAYCA ™ i preimpregnats termoestables de grau aeri. Va participar en la tasca de tres parts del projecte en aquesta fase, principalment responsable del subministrament de fibra de carboni TORAYCA ™ i la propera generació de preimpregnats termoestables.
A més, TCMA també proporciona una guia de processos per a l'ús de materials en el desenvolupament del procés de col·locació de fibres automatitzada (AFP), curat ràpid i perfusió de resina d'estructures d'ala/fuselatge. El preimpregnat termoendurible utilitza fibra de carboni de mòdul mitjà (IM plus) i un sistema de resina epoxi endurida per proporcionar propietats estructurals, baix contingut de resina i toleràncies estrictes de fabricació de propietats físiques.
Jeff Cross, director de desenvolupament de negocis aeroespacials de TCMA, va dir: "Estem orgullosos de participar en els esforços d'ACC per reduir costos, millorar el rendiment i augmentar la taxa de lliurament d'avions comercials d'un sol canal, per mantenir l'avantatge competitiu del Estats Units en la fabricació d'avions". .
Toray Advanced Composites (TAC) és un fabricant d'una varietat de tecnologies de materials compostos termoestables i termoplàstics. Va participar directament en les quatre parts addicionals del projecte i va proporcionar una sèrie de cintes UD termoplàstiques Cetex ® i altres materials d'entrada.
Aquests materials inclouen compostos termoplàstics estructurals d'última generació reforçats amb fibra de carboni TORAYCA ® amb mòdul estàndard i intermedi, i s'utilitzen en processos innovadors de fabricació de PARTS i PROCESSOS DE MUNTATGE. Steve Stop, vicepresident de tecnologia de TAC, va dir: "Toray té l'honor de donar suport a aquest pla global de tecnologia de materials i processos per ajudar la indústria de fabricació aeroespacial a aconseguir un creixement de la productivitat 4-6 vegades sense precedents".
