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NASA启动高速复合材料飞机制造项目以提高可持续飞机生产速度

2022-07-12 15:54 中国航空报 彩林

中国航空报讯:据美国航空航天局网站6月28日刊文,为了寻找一种快速研制新型可持续飞机的方法,美国航空航天局(NASA)计划开展高速复合材料飞机制造(HiCAM)项目。HiCAM项目是可持续飞行国家伙伴关系(SFNP)的一部分,NASA将与其在工业、学术界和政府的合作伙伴携手采用绿色技术推进更加可持续航空的发展。

NASA兰利研究中心的HiCAM项目经理表示,作为美国NASA的最新项目之一,HiCAM项目计划将复合材料广泛应用于下一代飞机,需要创建经济快速型飞机生产设施。

在未来20年内,全球商业航空机队将需要约4万架新型飞机,以满足日益增长的航空旅行需求,同时更换机龄较长的老旧客机,而这些飞机中的大部分将用于单通道飞机市场运营。

目前,像波音737客机这样由金属结构制成的单通道客机的生产率约为每月60架,而相比金属材料飞机的生产率,像空客A220客机或更大型波音787客机这样由复合材料制成的客机生产率每月不超过14架。

HiCAM项目的目标是加速这一生产过程,以达到使用复合材料每月80架机的生产率。为了实现这一目标,研究人员正在研究哪些复合材料和制造方法可以加速到如此高的生产率,以更快速度制造出更多的大型飞机部件,比如机翼和机身。这些部件可以由塑料、石墨和陶瓷等定制混合材料制成,可以显著降低复合材料结构的成本,大幅降低飞机的重量,达到节油目标。

NASA表示,生产率受到制造零件、组装零件以制造大型飞机部件以及检查质量结果所需时间的限制。目前大多数由复合材料制成的飞机部件都是热固性材料,其制造过程是不可逆的。制成每个零件的复合材料通过热压罐的高温高压进行固化而最终变为固体。

整个过程相当漫长,长达8小时。要想缩短时长,就要研究哪些复合材料在热压罐中固化最快,哪些材料可以在不使用热压罐的情况下固化,以及是否有其他复合材料可以用于制造等。

HiCAM项目团队目前还在与先进复合材料联盟的行业合作伙伴合作,开发高速复合材料制造工艺。这些行业合作伙伴包括飞机制造商、设备和软件开发商以及材料供应商。虽然HiCAM项目的重点是运输机,但在其他方面也具有很高的应用潜力,包括用于空运的小型飞机结构。

责任编辑:intern2