澳大利亞一位業(yè)余飛行員將于今年7月駕駛一架完全由塑料廢品提煉的燃油為動(dòng)力的飛機(jī)從悉尼飛往倫敦,全程共飛6天,每天計(jì)劃飛行1500英里(約合2414公里),塑料可以為飛機(jī)提供燃料,同時(shí)他也成為了制造飛機(jī)的重要原料。縱觀人類航空發(fā)展史,材料和飛機(jī)一直是在相互推動(dòng)下不斷得以發(fā)展和改進(jìn)的。所謂“一代材料,一代飛機(jī)”,正是世界航空發(fā)展史的真實(shí)寫照,而進(jìn)飛機(jī)材料中又添塑料。
“塑料”飛機(jī)
enroy塑料有限公司躍躍欲試
日前,enroy塑料有限公司與龐巴迪和威格斯密切合作,開發(fā)出最優(yōu)化的支架產(chǎn)品。此支架產(chǎn)品由一種VICTREX PEEK靜電驅(qū)散牌號(hào)(VICTREX PEEK-ESD?聚合物)制成,憑借其在嚴(yán)酷環(huán)境(包括腐蝕性航空液體)中的穩(wěn)定表現(xiàn),此VICTREX解決方案首次被指定用于商用飛機(jī),如龐巴迪C系列、Global和Learjet飛機(jī)。
該應(yīng)用明確的遠(yuǎn)大目標(biāo)是替代中小型機(jī)加工鋁質(zhì)和鈦質(zhì)支架——即使一直浸在燃料中,也可以服務(wù)于整個(gè)飛機(jī)的使用周期。除了開發(fā)可靠的解決方案,重量和節(jié)約成本也是成功的關(guān)鍵。采用可注塑成型的聚合物材料,可節(jié)約成本和簡(jiǎn)化制造過程,現(xiàn)在,飛機(jī)制造業(yè)正在引入此項(xiàng)全新的支架技術(shù)。
Denroy一直采用威格斯的高性能聚合物解決方案,用于替代金屬支架。Jim Knowles(Denroy塑料公司的銷售和市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理)表示:“Denroy已單獨(dú)投資一條生產(chǎn)線,專門用于生產(chǎn)PEEK支架。目前,我們已開發(fā)出優(yōu)化成型工藝,并投資了一套新設(shè)備。對(duì)于開發(fā)出減重至少達(dá)40%(與金屬相比)的耐用型支架,威格斯的建議和支持起到了非常重要的作用。”同時(shí),他還認(rèn)為PEEK航空支架將成為Denroy未來(lái)發(fā)展的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。
此項(xiàng)新型支架技術(shù)為龐巴迪節(jié)約了大量燃料成本,并通過降低二氧化碳排放為環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。此外,由于實(shí)現(xiàn)了零件整合、復(fù)雜幾何形狀集成、避免二次加工(機(jī)加工和涂裝)、以及減少?gòu)U料和縮短生產(chǎn)時(shí)間,從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。
波音787
波音公司已投入運(yùn)營(yíng)
波音787夢(mèng)想飛機(jī)上,復(fù)合材料用量(它相當(dāng)于一種摻進(jìn)加強(qiáng)纖維的“塑料”,比如將玻璃絲纖維摻和在環(huán)氧樹脂內(nèi))達(dá)到了50%,其機(jī)身、機(jī)翼、尾翼等主要結(jié)構(gòu)均采用復(fù)合材料制造。機(jī)身結(jié)構(gòu)采用纖維自動(dòng)鋪放技術(shù)鋪設(shè)長(zhǎng)桁和蒙皮,并經(jīng)過熱壓罐固化。
這一整體成型工藝取代了由上百塊蒙皮壁板、加強(qiáng)筋及長(zhǎng)桁和上千個(gè)緊固件組裝的傳統(tǒng)機(jī)身制造工藝。機(jī)翼和尾翼的蒙皮、長(zhǎng)桁、梁,以及機(jī)翼固定前緣和翼尖小翼等同樣采用了纖維自動(dòng)鋪放機(jī)制造。副翼、襟翼、擾流板以及機(jī)身的后壓力隔框等采用真空輔助樹脂轉(zhuǎn)移模塑(VARTM)工藝制造。其實(shí)早在1989年,NASA啟動(dòng)了ACT(Advanced Composite Technology)計(jì)劃,就針對(duì)這些工藝技術(shù)開始了預(yù)先研究探索??梢赃@么說(shuō),今天的波音787夢(mèng)想飛機(jī)正是源于二十多年前的研究成果。
除了復(fù)材機(jī)翼項(xiàng)目,北研中心還針對(duì)未來(lái)型號(hào),開展了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。值得一提的是,所有這些項(xiàng)目都充分貫徹了國(guó)外先進(jìn)的復(fù)合材料設(shè)計(jì)-制造一體化的設(shè)計(jì)理念。在設(shè)計(jì)階段,制造充分參與,協(xié)同工作,共闖難關(guān),大大縮短了項(xiàng)目研制過程的迭代次數(shù),提高了產(chǎn)品的制造可行性。
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