חומרים תרמופלסטיים מדהימים

טיפ ליבה: טכנולוגיות וחומרים חדשים מאיצים חשיבה מחודשת על ייצור מבני מטוסים.

טכנולוגיות וחומרים חדשים מאיצים חשיבה מחודשת על ייצור מבני מטוסים.

מסגרת האוויר קלה ומהירה יותר

גוף המטוס מכיל יותר מסתם נוסעים ומטען. הוא נושא גם מערכות חשמליות, מכניות, פנאומטיות והידראוליות חיוניות. התקנת המערכות לאחר השלמת גוף המטוס מגדילה את עלויות הייצור והזמן. המערכת גם כבדה. גוף המטוס המרוכב התרמופלסטי הקל והקל יותר לייצור עוזר לקזז את החסרונות הללו.

חיפוי תרמופלסטי יכול להשיג זאת, בעיקר בגלל שהמספר הגדול של מחברים הדרושים כדי להחזיק חלקי גוף מתכת מסורתיים יחד כבר לא נדרש, או שהמספר הנדרש קטן בהרבה.

חומרים מרוכבים תרמופלסטיים, המייצגים חומרי פולימר תרמופלסטיים תרמופלסטיים מחוזק בסיבי פחמן (CFRTP), ניתנים ליצוק בטמפרטורות גבוהות. לאחר מכן הוא מקורר ונרפא. אם מקטעי גוף טיפוסיים משולבים בחוכמה עם חלקי תא ומטען, הצגתם עלולה לגרום לחיסכון מבני במשקל של יותר מ-10% לכל מטוס.

חומרים מרוכבים של CFRTP מציעים גם יתרון מיידי יותר: קל יותר להשתמש בהם ולמחזר אותם מאשר חלקי מתכת או סיבי פחמן.

מודולים מותקנים מראש

חזרה למחסן שלנו. ה-MFFD מורכב משתי פגזים חצי גליליים, או מודולים, היוצרים את קנה גוף המטוס. המודולים התחתונים מצוידים מראש במערכות ובחיווט; יש עליו כמה סימוני תא הטייס.

בצד הייצור הטהור, חיפוי תרמופלסטי מאפשר להרכיב את המודולים הללו בשיטות חדשות, שכל אחת מהן נבדקת ב-MFFD. המעטפת שלו, למשל, מצטרפת באמצעות ריתוך נקודתי אולטרסוני אוטומטי או לייזר, במקום מרותקת יחד. זה יוצר סביבה נטולת אבק יחסית לעובדי ההרכבה.

לאחר מכן, הרצפה של דגם גוף המטוס התחתון מאובטחת למקומה באמצעות ריתוך הולכה אוטומטי.

עד סוף 2024, כאשר הפרויקט מסתיים, ה-MFFD למעשה חרג ממטרות הפחתת המשקל שלו והוא ניטרלי בעלויות בהשוואה לחביות גוף מתכת. יותר מ-40 "התמחויות" טכניות נבדקו ברמה גבוהה, החל ממיקרו-מכניקה בקנה מידה קטן (חקר התנהגות חומרים מרוכבים) ועד לסוגים חדשים של מתקנים, כלים וטכניקות ריתוך מתקדמות כמתואר לעיל.

הגישה המשבשת של MFFD עשויה לאפשר לייצר שלדות טיס מורכבות מסוג CFRTP בקצב של 100 לחודש, שהוא קצב היעד למטוסים עתידיים חד-מעברים. בנוסף ליתרונות הכלכליים, הארכיטקטורה המתקדמת, המשקל הנמוך וקצב הייצור הגבוה יותר של שלדת האוויר החדשה יסייעו בהפחתת פליטות מחזור החיים, בהתאם למטרות של Clean Skies 2.

סיפור הצלחה אירופאי

מאז השלמתו, המפגין מתגורר במרכז למחקר אווירונאוטי יישומי של ZAL בהמבורג. הוא הורכב למעשה במכון פראונהופר ליד סטאד. לאירבוס יש מתקנים נרחבים בשתי הערים הגרמניות. החידוש של MFFD הוא סיפור הצלחה אירופאי לחלוטין. איירבוס היא אחת מ-13 שותפי מפתח המרכיבים את הקונסורציום, הכולל את סאאב, GKN Fokker, מעבדת התעופה הגרמנית DLR, אוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה וקבלן משנה.

"אם האקדמיה, מרכזי המחקר והשחקנים בתעשייה מאוחדים סביב מטרה משותפת, MFFD הוא דוגמה מצוינת", אמר יורק רוט, ראש פלטפורמת הג'מבו Clean Skies 2 באיירבוס. "שחקן אחד לבדו לעולם לא יוכל לספק גליל גוף הדגמה גדול במורכבות כזו."

פרויקט Clean Skies 2

חומרים מרוכבים תרמופלסטיים מדגימה קטע גוף

① סיבי פחמן תרמופלסטיים חומרים מרוכבים

② חומרים, שיטות וכלים מתקדמים