塑料先锋大胆涉及飞机制造领域
澳大利亚一位业余飞行员将于今年7月驾驶一架完全由塑料废品提炼的燃油为动力的飞机从悉尼飞往伦敦,全程共飞6天,每天计划飞行1500英里(约合2414公里),塑料可以为飞机提供燃料,同时他也成为了制造飞机的重要原料。纵观人类航空发展史,材料和飞机一直是在相互推动下不断得以发展和改进的。所谓“一代材料,一代飞机”,正是世界航空发展史的真实写照,而进飞机材料中又添塑料。
“塑料”飞机
enroy塑料有限公司跃跃欲试
日前,enroy塑料有限公司与庞巴迪和威格斯密切合作,开发出最优化的支架产品。此支架产品由一种VICTREX PEEK静电驱散牌号(VICTREX PEEK-ESD?聚合物)制成,凭借其在严酷环境(包括腐蚀性航空液体)中的稳定表现,此VICTREX解决方案首次被指定用于商用飞机,如庞巴迪C系列、Global和Learjet飞机。
该应用明确的远大目标是替代中小型机加工铝质和钛质支架——即使一直浸在燃料中,也可以服务于整个飞机的使用周期。除了开发可靠的解决方案,重量和节约成本也是成功的关键。采用可注塑成型的聚合物材料,可节约成本和简化制造过程,现在,飞机制造业正在引入此项全新的支架技术。
Denroy一直采用威格斯的高性能聚合物解决方案,用于替代金属支架。Jim Knowles(Denroy塑料公司的销售和市场营销经理)表示:“Denroy已单独投资一条生产线,专门用于生产PEEK支架。目前,我们已开发出优化成型工艺,并投资了一套新设备。对于开发出减重至少达40%(与金属相比)的耐用型支架,威格斯的建议和支持起到了非常重要的作用。”同时,他还认为PEEK航空支架将成为Denroy未来发展的业务增长点。
此项新型支架技术为庞巴迪节约了大量燃料成本,并通过降低二氧化碳排放为环保做出了贡献。此外,由于实现了零件整合、复杂几何形状集成、避免二次加工(机加工和涂装)、以及减少废料和缩短生产时间,从而节约了生产成本。
波音787
波音公司已投入运营
波音787梦想飞机上,复合材料用量(它相当于一种掺进加强纤维的“塑料”,比如将玻璃丝纤维掺和在环氧树脂内)达到了50%,其机身、机翼、尾翼等主要结构均采用复合材料制造。机身结构采用纤维自动铺放技术铺设长桁和蒙皮,并经过热压罐固化。
这一整体成型工艺取代了由上百块蒙皮壁板、加强筋及长桁和上千个紧固件组装的传统机身制造工艺。机翼和尾翼的蒙皮、长桁、梁,以及机翼固定前缘和翼尖小翼等同样采用了纤维自动铺放机制造。副翼、襟翼、扰流板以及机身的后压力隔框等采用真空辅助树脂转移模塑(VARTM)工艺制造。其实早在1989年,NASA启动了ACT(Advanced Composite Technology)计划,就针对这些工艺技术开始了预先研究探索。可以这么说,今天的波音787梦想飞机正是源于二十多年前的研究成果。
除了复材机翼项目,北研中心还针对未来型号,开展了多项关键技术攻关。值得一提的是,所有这些项目都充分贯彻了国外先进的复合材料设计-制造一体化的设计理念。在设计阶段,制造充分参与,协同工作,共闯难关,大大缩短了项目研制过程的迭代次数,提高了产品的制造可行性。
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