NASA lanceert High-speed Composite Aircraft Manufacturing Project

NASA lanceert high-speed composiet vliegtuigproductieproject

Volgens een artikel op de NASA-website is NASA van plan om een ​​HiCAM-project (High-Speed ​​Composite Aircraft Manufacturing) uit te voeren om snel een nieuw type duurzaam vliegtuig te ontwikkelen. Het HiCAM-project maakt deel uit van het Sustainable Flight National Partnership (SFNP). NASA zal samenwerken met haar partners in de industrie, de academische wereld en de overheid om groene technologieën toe te passen om de ontwikkeling van een duurzamere luchtvaart te bevorderen.

De HiCAM-projectmanager van NASA Langley Research Center zei dat het HiCAM-project, als een van NASA's nieuwste projecten, van plan is om composietmaterialen op grote schaal toe te passen op de volgende generatie vliegtuigen, wat de oprichting van economische en snelle vliegtuigproductiefaciliteiten vereist.

In de komende 20 jaar heeft de wereldwijde commerciële luchtvaartvloot ongeveer 40,000 nieuwe vliegtuigen nodig om aan de groeiende vraag naar vliegreizen te voldoen, terwijl oudere vliegtuigen worden vervangen door oudere vliegtuigen, waarvan de meeste zullen worden gebruikt voor single-channel operaties op de vliegtuigmarkt.

Op dit moment is de productiviteit van vliegtuigen met één gangpad gemaakt van metalen constructies, zoals Boeing 737-vliegtuigen, ongeveer 60 per maand. Vergeleken met de productiviteit van metalen vliegtuigen, is de productiviteit van vliegtuigen gemaakt van composietmaterialen zoals Airbus A220-vliegtuigen of grotere Boeing 787-vliegtuigen niet hoger dan 14 per maand.

Het doel van het HiCAM-project is om dit productieproces te versnellen om een ​​productiviteit van 80 vliegtuigen per maand te bereiken met behulp van composietmaterialen. Om dit doel te bereiken, onderzoeken onderzoekers welke composietmaterialen en fabricagemethoden versneld kunnen worden tot zo'n hoge productiviteit, en meer grote vliegtuigonderdelen, zoals vliegtuigrekken en casco's, sneller kunnen worden vervaardigd. Deze componenten kunnen worden gemaakt van op maat gemaakte gemengde materialen zoals plastic, grafiet en keramiek, wat de kosten van composietconstructies aanzienlijk kan verlagen, het gewicht van het vliegtuig aanzienlijk kan verminderen en brandstofbesparende doelen kan bereiken.

NASA zei dat de productiviteit wordt beperkt door de tijd die nodig is om onderdelen te vervaardigen, onderdelen te assembleren om grote vliegtuigonderdelen te maken en kwaliteitsresultaten te controleren. Op dit moment zijn de meeste vliegtuigonderdelen van composietmaterialen thermohardende materialen en is het fabricageproces onomkeerbaar. Het composietmateriaal dat van elk onderdeel wordt gemaakt, wordt uitgehard door de hoge temperatuur en hoge druk van de hete perstank en wordt uiteindelijk vast.

Het hele proces duurt relatief lang, tot wel 8 uur. Om de tijd te verkorten, is het nodig om te onderzoeken welke composietmaterialen het snelst uitharden in de warmperstank, welke materialen kunnen worden uitgehard zonder gebruik te maken van de warmperstank en of er andere composietmaterialen zijn die kunnen worden gebruikt in fabricage.

Het HiCAM-projectteam werkt nog steeds samen met industriële partners van de Advanced Composite Materials Alliance om snelle productieprocessen voor composietmaterialen te ontwikkelen. Deze industriële partners zijn onder meer vliegtuigfabrikanten, ontwikkelaars van apparatuur en software en materiaalleveranciers. Hoewel de focus van het HiCAM-project ligt op transportvliegtuigen, heeft het ook een hoog toepassingspotentieel in andere aspecten, waaronder kleine vliegtuigstructuren voor geavanceerd luchttransport.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) is een fabrikant van TORAYCA ™ koolstofvezel en thermohardende prepreg van luchtvaartkwaliteit. Het nam in dit stadium deel aan de driedelige taak van het project, voornamelijk verantwoordelijk voor de levering van TORAYCA ™ -koolstofvezel en de volgende generatie thermohardende prepreg.

Daarnaast biedt TCMA ook procesbegeleiding voor het gebruik van materialen bij de ontwikkeling van een geautomatiseerd vezelplaatsingsproces (AFP), snelle uitharding en harsperfusie van vleugel-/rompconstructies. Thermohardende prepreg maakt gebruik van koolstofvezel met gemiddelde modulus (IM plus) en een gehard epoxyharssysteem om structurele eigenschappen, een laag harsgehalte en strikte fabricagetoleranties voor fysieke eigenschappen te bieden.

Jeff Cross, directeur van aerospace business development bij TCMA, zei: "We zijn er trots op deel te nemen aan de inspanningen van ACC om de kosten te verlagen, de prestaties te verbeteren en de leveringssnelheid van commerciële vliegtuigen met één kanaal te verhogen, om zo het concurrentievoordeel van de Verenigde Staten in vliegtuigbouw." .

Toray Advanced Composites (TAC) is een fabrikant van een verscheidenheid aan technologieën voor thermohardende en thermoplastische composietmaterialen. Het nam rechtstreeks deel aan de vier aanvullende delen van het project en leverde een reeks Cetex ® thermoplastische UD-tapes en andere materiaalinputs.

Deze materialen omvatten TORAYCA ® koolstofvezelversterkte state-of-the-art structurele thermoplastische composieten met standaard en intermediaire modulus, en worden gebruikt in innovatieve onderdelenproductie en ASSEMBLAGEPROCESSEN. Steve Stop, vice-president van technologie bij TAC, zei: "Toray is vereerd om dit algemene materiaal- en procestechnologieplan te ondersteunen om de lucht- en ruimtevaartindustrie te helpen een ongekende 4-6 keer productiviteitsgroei te realiseren. "