նորություններ

Ինքնաթիռների համար շատ ամուր կոմպոզիտային կառուցվածքային մասեր ստեղծելու համար երկար ժամանակ կախված լինելով ածխածնային մանրաթելից թերմացվող նյութերից՝ ավիատիեզերական OEM-ներն այժմ ընդունում են ածխածնային մանրաթելային նյութերի մեկ այլ դաս, քանի որ տեխնոլոգիական առաջընթացը խոստանում է նոր չջերմակայուն մասերի ավտոմատ արտադրություն բարձր ծավալով, ցածր գնով և ավելի թեթև քաշ:

Թեև ջերմապլաստիկ ածխածնային մանրաթելից կոմպոզիտային նյութերը «երկար ժամանակ են եղել», միայն վերջերս ավիատիեզերական արտադրողները կարող էին դիտարկել դրանց լայն կիրառումը ինքնաթիռների մասերի, ներառյալ հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչների արտադրության մեջ, ասում է Ստեֆան Դիոնը, Collins Aerospace-ի Advanced Structures ստորաբաժանման ինժեներական մասնագետը:

Ջերմոպլաստիկ ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները պոտենցիալ օդատիեզերական OEM-ներին առաջարկում են մի շարք առավելություններ ջերմակայուն կոմպոզիտների նկատմամբ, բայց մինչև վերջերս արտադրողները չէին կարող ջերմապլաստիկ կոմպոզիտներից մասեր պատրաստել բարձր գնով և ցածր գնով, ասաց նա:

Անցած հինգ տարիներին OEM-ները սկսեցին նայել ջերմակայուն նյութերից մասեր պատրաստելուց այն կողմ, երբ զարգացավ ածխածնի-մանրաթելային կոմպոզիտային մասերի արտադրության գիտությունը, նախ օգտագործեցին խեժի ներարկման և խեժի փոխանցման ձևավորման (RTM) տեխնիկան ինքնաթիռի մասեր պատրաստելու համար, իսկ հետո օգտագործել ջերմապլաստիկ կոմպոզիտներ.

GKN Aerospace-ը մեծ ներդրումներ է կատարել՝ զարգացնելու իր խեժի ինֆուզիոն և RTM տեխնոլոգիան խոշոր ինքնաթիռների կառուցվածքային բաղադրիչների արտադրության համար մատչելի և բարձր գներով: GKN-ն այժմ պատրաստում է 17 մետր երկարությամբ, մեկ կտոր կոմպոզիտային թևերի սպիր՝ օգտագործելով խեժի ինֆուզիոն արտադրություն, ըստ Max Brown-ի՝ GKN Aerospace-ի Horizon 3 առաջադեմ տեխնոլոգիաների նախաձեռնության տեխնոլոգիայի պատասխանատուի:

Վերջին մի քանի տարիների ընթացքում OEM-ների կոմպոզիտային արտադրության ծանր ներդրումները ներառում էին նաև ռազմավարական ծախսեր՝ զարգացնելու հնարավորությունները, որոնք թույլ կտան ջերմապլաստիկ մասերի մեծ ծավալի արտադրություն, ըստ Դիոնի:

Ջերմակայուն և ջերմապլաստիկ նյութերի միջև ամենաուշագրավ տարբերությունը կայանում է նրանում, որ ջերմակայուն նյութերը պետք է պահվեն սառը պահեստում, նախքան մասերի ձևավորելը, և երբ ձևավորվի, ջերմակայուն մասը պետք է երկար ժամեր անցնի ավտոկլավում: Գործընթացները պահանջում են մեծ էներգիա և ժամանակ, և այդ պատճառով ջերմակայուն մասերի արտադրության ծախսերը հակված են մնալ բարձր:

Բուժումը անշրջելիորեն փոխում է ջերմակայուն կոմպոզիտի մոլեկուլային կառուցվածքը՝ տալով մասի ամրությունը: Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիական զարգացման ներկա փուլում, ամրացումը նաև նյութը դարձնում է ոչ պիտանի առաջնային կառուցվածքային բաղադրիչում նորից օգտագործելու համար:

Այնուամենայնիվ, ջերմապլաստիկ նյութերը չեն պահանջում սառը պահեստավորում կամ թխում, երբ դրանք վերածվում են մասերի, ըստ Դիոնի: Դրանք կարող են դրոշմվել պարզ մասի վերջնական ձևի մեջ՝ Airbus A350-ի ֆյուզելաժի շրջանակների յուրաքանչյուր փակագիծ ջերմապլաստիկ կոմպոզիտային մաս է, կամ ավելի բարդ բաղադրիչի միջանկյալ փուլ:

Ջերմապլաստիկ նյութերը կարող են եռակցվել տարբեր ձևերով՝ թույլ տալով բարդ, բարձր ձևով մասեր պատրաստել պարզ ենթակառուցվածքներից: Այսօր հիմնականում օգտագործվում է ինդուկցիոն եռակցումը, որը թույլ է տալիս միայն հարթ, հաստատուն հաստությամբ մասեր պատրաստել ենթամասերից, ըստ Դիոնի: Այնուամենայնիվ, Քոլինզը մշակում է թրթռման և շփման եռակցման տեխնիկա ջերմապլաստիկ մասերի միացման համար, որոնք հավաստագրումից հետո ակնկալում է, որ ի վերջո թույլ կտան արտադրել «իսկապես առաջադեմ բարդ կառուցվածքներ», - ասաց նա:

Բարդ կառուցվածքներ ստեղծելու համար ջերմապլաստիկ նյութերը միմյանց եռակցելու ունակությունը թույլ է տալիս արտադրողներին հեռացնել մետաղական պտուտակները, ամրացումները և ծխնիները, որոնք պահանջվում են ջերմակայուն մասերի միացման և ծալման համար՝ դրանով իսկ ստեղծելով քաշի նվազեցման օգուտ մոտ 10 տոկոսով, կարծում է Բրաունը:

Այնուամենայնիվ, ջերմապլաստիկ կոմպոզիտները ավելի լավ են կապվում մետաղների հետ, քան ջերմակայուն կոմպոզիտները, ըստ Բրաունի: Թեև այդ ջերմապլաստիկ հատկության գործնական կիրառությունները մշակելուն ուղղված արդյունաբերական R&D-ը մնում է «վաղ հասունացման տեխնոլոգիական պատրաստվածության մակարդակում», այն կարող է ի վերջո թույլ տալ ավիատիեզերական ինժեներներին նախագծել բաղադրիչներ, որոնք պարունակում են հիբրիդային ջերմապլաստիկ և մետաղական ինտեգրված կառուցվածքներ:

Մի պոտենցիալ կիրառություն կարող է լինել, օրինակ, ինքնաթիռի միաձույլ, թեթև ուղևորի նստատեղը, որը պարունակում է մետաղի վրա հիմնված ամբողջ սխեման, որն անհրաժեշտ է ուղևորի կողմից օգտագործվող ինտերֆեյսի համար՝ ընտրելու և կառավարելու իր ժամանցի տարբերակները, նստատեղերի լուսավորությունը, օդափոխիչի օդափոխիչը: , էլեկտրոնային եղանակով կառավարվող նստատեղերի թեքություն, պատուհանի ստվերի անթափանցիկություն և այլ գործառույթներ:

Ի տարբերություն ջերմակայուն նյութերի, որոնք կարծրացման կարիք ունեն՝ կարծրություն, ամրություն և ձև ստանալու համար, որոնք պահանջվում են այն մասերից, որոնցում դրանք ստացվում են, ջերմապլաստիկ կոմպոզիտային նյութերի մոլեկուլային կառուցվածքները չեն փոխվում մասերի վերածվելիս, ըստ Դիոնի:

Արդյունքում, ջերմապլաստիկ նյութերը հարվածների ժամանակ շատ ավելի դիմացկուն են կոտրվածքի նկատմամբ, քան ջերմակայուն նյութերը, մինչդեռ առաջարկում են նմանատիպ, եթե ոչ ավելի ամուր, կառուցվածքային ամրություն և ամրություն: «Այսպիսով, դուք կարող եք նախագծել [մասեր] շատ ավելի բարակ չափիչներով», - ասաց Դիոնը, ինչը նշանակում է, որ ջերմապլաստիկ մասերը կշռում են ավելի քիչ, քան ցանկացած ջերմակայուն դետալ, որը նրանք փոխարինում են, նույնիսկ առանց լրացուցիչ քաշի կրճատման, որը պայմանավորված է այն փաստով, որ ջերմապլաստիկ մասերը մետաղական պտուտակներ կամ ամրացումներ չեն պահանջում: .

Թերմոպլաստիկ մասերի վերամշակումը նույնպես պետք է ավելի պարզ գործընթաց լինի, քան ջերմակայուն մասերի վերամշակումը: Տեխնոլոգիայի ներկայիս վիճակում (և դեռևս որոշ ժամանակով) ջերմակայուն նյութերի ամրացման արդյունքում առաջացած մոլեկուլային կառուցվածքի անդառնալի փոփոխությունները կանխում են վերամշակված նյութի օգտագործումը համարժեք ուժի նոր մասեր ստեղծելու համար:

Ջերմակայուն մասերի վերամշակումը ներառում է նյութի մեջ ածխածնի մանրաթելերը փոքր երկարությամբ մանրացնելը և մանրաթելերի և խեժերի խառնուրդն այրելը նախքան այն վերամշակելը: Վերամշակման համար ձեռք բերված նյութը կառուցվածքային առումով ավելի թույլ է, քան ջերմակայուն նյութը, որից ստացվել է վերամշակված մասը, ուստի ջերմակայուն մասերի վերամշակումը նորերի վերածելը սովորաբար «երկրորդական կառուցվածքը վերածում է երրորդականի», - ասաց Բրաունը:

Մյուս կողմից, քանի որ ջերմապլաստիկ մասերի մոլեկուլային կառուցվածքները չեն փոխվում մասերի արտադրության և մասերի միացման գործընթացներում, դրանք կարող են պարզապես հալվել հեղուկ ձևի և վերամշակվել բնօրինակների նման ամուր մասերի, ըստ Դիոնի:

Ինքնաթիռների դիզայներները կարող են ընտրել տարբեր ջերմապլաստիկ նյութերի լայն ընտրանի, որոնք հասանելի են մասերի նախագծման և արտադրության մեջ: Հասանելի է «խեժերի բավականին լայն տեսականի», որոնց մեջ կարող են ներկառուցվել ածխածնային մանրաթելերի միաչափ թելեր կամ երկչափ հյուսվածքներ՝ արտադրելով տարբեր նյութական հատկություններ, ասաց Դիոնը: «Ամենահուզիչ խեժերը ցածր հալված խեժերն են», որոնք հալվում են համեմատաբար ցածր ջերմաստիճաններում և, հետևաբար, կարող են ձևավորվել և ձևավորվել ավելի ցածր ջերմաստիճանում:

Ջերմապլաստիկների տարբեր դասերը նաև առաջարկում են տարբեր կոշտության հատկություններ (բարձր, միջին և ցածր) և ընդհանուր որակ, ըստ Դիոնի: Ամենաբարձր որակի խեժերն արժեն ամենաշատը, իսկ մատչելիությունը ջերմապլաստիկների համար աքիլեսյան գարշապարն է՝ համեմատած ջերմակայուն նյութերի հետ: Սովորաբար, դրանք ավելի թանկ արժեն, քան թերմոսետները, և ինքնաթիռ արտադրողները պետք է հաշվի առնեն այդ փաստը իրենց ծախսերի/օգուտների նախագծման հաշվարկներում, ասաց Բրաունը:

Մասամբ այդ պատճառով, GKN Aerospace-ը և մյուսները կշարունակեն առավելագույնս կենտրոնանալ ջերմակայուն նյութերի վրա՝ ինքնաթիռների համար մեծ կառուցվածքային մասեր արտադրելիս: Նրանք արդեն լայնորեն օգտագործում են ջերմապլաստիկ նյութեր ավելի փոքր կառուցվածքային մասերի պատրաստման համար, ինչպիսիք են ցատկերը, ղեկը և փչացնողները: Շուտով, սակայն, երբ թեթև ջերմապլաստիկ մասերի մեծածավալ և էժան արտադրությունը դառնում է սովորական, արտադրողները դրանք կօգտագործեն շատ ավելի լայնորեն, հատկապես eVTOL UAM-ի աճող շուկայում, եզրակացրեց Դիոնը:

գալիս են ainonline-ից