Die NASA startet ein Projekt zur Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Verbundflugzeugen

Die NASA startet ein Projekt zur Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Verbundflugzeugen

Laut einem auf der NASA-Website veröffentlichten Artikel plant die NASA, ein Projekt zur Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Verbundflugzeugen (HiCAM) durchzuführen, um einen Weg zur schnellen Entwicklung eines neuen Typs nachhaltiger Flugzeuge zu finden. Das HiCAM-Projekt ist Teil der Sustainable Flight National Partnership (SFNP). Die NASA wird mit ihren Partnern aus Industrie, Wissenschaft und Regierung zusammenarbeiten, um grüne Technologien einzuführen, um die Entwicklung einer nachhaltigeren Luftfahrt zu fördern.

Der HiCAM-Projektmanager des NASA Langley Research Center sagte, dass das HiCAM-Projekt als eines der neuesten Projekte der NASA plant, Verbundwerkstoffe in großem Umfang auf die nächste Generation von Flugzeugen anzuwenden, was die Schaffung wirtschaftlicher und schneller Flugzeugproduktionsanlagen erfordert.

In den nächsten 20 Jahren wird die weltweite kommerzielle Luftfahrtflotte etwa 40.000 neue Flugzeuge benötigen, um die wachsende Nachfrage nach Flugreisen zu befriedigen und gleichzeitig ältere Flugzeuge durch ältere Flugzeuge zu ersetzen, von denen die meisten für Einkanalflüge genutzt werden Operationen auf dem Flugzeugmarkt.

Derzeit liegt die Produktivität von Single-Aisle-Flugzeugen aus Metallstrukturen wie Boeing 737-Flugzeugen bei etwa 60 pro Monat. Verglichen mit der Produktivität von Metallflugzeugen übersteigt die Produktivität von Verkehrsflugzeugen aus Verbundwerkstoffen wie Airbus A220-Flugzeugen oder größeren Boeing 787-Flugzeugen nicht 14 pro Monat.

Ziel des HiCAM-Projekts ist es, diesen Produktionsprozess zu beschleunigen, um unter Verwendung von Verbundwerkstoffen eine Produktivität von 80 Flugzeugen pro Monat zu erreichen. Um dieses Ziel zu erreichen, untersuchen die Forscher, welche Verbundwerkstoffe und Herstellungsverfahren auf eine so hohe Produktivität beschleunigt werden können und mehr große Flugzeugkomponenten wie Flugzeugträger und Flugzeugzellen schneller hergestellt werden können. Diese Komponenten können aus maßgeschneiderten Mischmaterialien wie Kunststoff, Graphit und Keramik hergestellt werden, wodurch die Kosten von Verbundstrukturen erheblich gesenkt, das Gewicht des Flugzeugs erheblich reduziert und Ziele zur Kraftstoffeinsparung erreicht werden können.

Die NASA sagte, dass die Produktivität durch die Zeit begrenzt ist, die für die Herstellung von Teilen, den Zusammenbau von Teilen zur Herstellung großer Flugzeugteile und die Überprüfung der Qualitätsergebnisse benötigt wird. Gegenwärtig sind die meisten aus Verbundwerkstoffen hergestellten Flugzeugteile duroplastische Materialien, und ihr Herstellungsprozess ist irreversibel. Das Verbundmaterial aus jedem Teil wird durch die hohe Temperatur und den hohen Druck des Heißpressbehälters ausgehärtet und wird schließlich fest.

Der gesamte Prozess ist relativ lang, bis zu 8 Stunden. Um die Zeit zu verkürzen, muss untersucht werden, welche Verbundmaterialien im Heißpressbecken am schnellsten aushärten, welche Materialien ohne Verwendung des Heißpressbeckens ausgehärtet werden können und ob es andere Verbundmaterialien gibt, die verwendet werden können Herstellung.

Das HiCAM-Projektteam arbeitet weiterhin mit Industriepartnern der Advanced Composite Materials Alliance zusammen, um Hochgeschwindigkeits-Fertigungsverfahren für Verbundwerkstoffe zu entwickeln. Zu diesen Industriepartnern gehören Flugzeughersteller, Geräte- und Softwareentwickler sowie Materiallieferanten. Obwohl der Schwerpunkt des HiCAM-Projekts auf Transportflugzeugen liegt, hat es auch in anderen Aspekten ein hohes Anwendungspotenzial, einschließlich kleiner Flugzeugstrukturen für den fortgeschrittenen Lufttransport.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) ist ein Hersteller von TORAYCA™ Kohlefaser und duroplastischem Prepreg in Luftfahrtqualität. Es war in dieser Phase an der dreiteiligen Aufgabe des Projekts beteiligt und hauptsächlich für die Lieferung von TORAYCA ™ -Kohlenstofffasern und der nächsten Generation von duroplastischen Prepregs verantwortlich.

Darüber hinaus bietet TCMA auch Prozessleitlinien für die Verwendung von Materialien bei der Entwicklung von automatisierten Faserplatzierungsprozessen (AFP), der schnellen Aushärtung und der Harzperfusion von Flügel-/Rumpfstrukturen. Duroplastisches Prepreg verwendet Kohlenstofffasern mit mittlerem Modul (IM plus ) und ein gehärtetes Epoxidharzsystem, um strukturelle Eigenschaften, einen geringen Harzgehalt und strenge Herstellungstoleranzen für physikalische Eigenschaften bereitzustellen.

Jeff Cross, Director of Aerospace Business Development bei TCMA, sagte: „Wir sind stolz darauf, uns an den Bemühungen von ACC zu beteiligen, Kosten zu senken, die Leistung zu verbessern und die Auslieferungsrate von Einkanal-Verkehrsflugzeugen zu erhöhen, um den Wettbewerbsvorteil des Unternehmens zu erhalten Vereinigten Staaten im Flugzeugbau." .

Toray Advanced Composites (TAC) ist ein Hersteller einer Vielzahl von duroplastischen und thermoplastischen Verbundwerkstofftechnologien. Es beteiligte sich direkt an den vier weiteren Teilen des Projekts und stellte eine Reihe von Cetex ® thermoplastischen UD-Klebebändern und anderen Materialvorleistungen bereit.

Zu diesen Materialien gehören TORAYCA ® kohlefaserverstärkte, hochmoderne strukturelle thermoplastische Verbundwerkstoffe mit Standard- und Zwischenmodul, die in innovativen TEILE-Fertigungs- und MONTAGEPROZESSEN verwendet werden. Steve Stop, Vice President of Technology bei TAC, sagte: „Toray fühlt sich geehrt, diesen umfassenden Material- und Prozesstechnologieplan zu unterstützen, um der Luft- und Raumfahrtindustrie dabei zu helfen, ein beispielloses 4-6-faches Produktivitätswachstum zu erzielen.