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【據(jù)復(fù)合材料世界網(wǎng)站2019年7月報道】制造過程中的結(jié)構(gòu)重量和成本的降低以及飛機機身結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測能力是歐洲支線飛機產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)鍵指標。目前，“潔凈天空”(Clean Sky)計劃中的復(fù)合材料機身項目正推動歐洲航空工業(yè)邁向產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的前沿。
“潔凈天空”的復(fù)合材料機身項目是“支線飛機創(chuàng)新飛機驗證平臺”(IADP)的一部分，旨在開發(fā)適用于先進支線飛機機身的技術(shù)，并將其集成和驗證，達到全尺寸演示驗證件級別。這種演示驗證部件——實際上有兩個，一個用于結(jié)構(gòu)驗證，一個用于機艙內(nèi)飾驗證——正在萊昂納多(意大利羅馬)公司以全尺寸機身桶裝段形式進行生產(chǎn)，這些機身桶裝段結(jié)構(gòu)主要是前機身分段，也就是駕駛艙之后的部分。
復(fù)合材料機身項目主要開發(fā)創(chuàng)新的低成本和輕質(zhì)復(fù)合材料，先進的制造和裝配工藝以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測能力。
“潔凈航空”的項目經(jīng)理Ruud Den Boer表示，飛機的經(jīng)濟可承受性是支線航空公司看重的一個關(guān)鍵參數(shù)，在復(fù)合材料機身項目中，從技術(shù)角度來看，歐洲目前正采取一種新方法，專注于材料的研發(fā)以及研究如何將所有機身設(shè)計元素與新的艙門、窗戶、機身框架和客艙系統(tǒng)集成。此外，生產(chǎn)的自動化程度也是實現(xiàn)這些要求非常重要的指標，這在自動纖維放置和零部件的集成等過程中體現(xiàn)的非常明顯。
飛機的可維護性也是另一個重要因素，因此新的復(fù)合材料機身項目需要集成健康監(jiān)測系統(tǒng)——該系統(tǒng)與公路車輛中可使用的類似——也是該項目的一個重要考慮因素。目前在該項目中，正在使用非常小的傳感器，這些傳感器集成到復(fù)合材料中，可以監(jiān)測機身結(jié)構(gòu)的健康狀況，這將有助于預(yù)測需要維護時機。機身中的嵌入式傳感器還將檢測到結(jié)構(gòu)是否存在撞擊，例如鳥撞或與著陸時地面濺起的碎片對機身結(jié)構(gòu)的影響。所有這些內(nèi)容都將使得最終生產(chǎn)的飛機在使用過程中維護成本顯著降低。但就目前而言，是否能夠經(jīng)濟地生產(chǎn)制造這一復(fù)合材料機身結(jié)構(gòu)需要仰仗技術(shù)的發(fā)展。
在2018年第一季度，機身結(jié)構(gòu)演示驗證件的初步設(shè)計方案通過審查，從而完成了初步設(shè)計階段。該項目目前正處于詳細設(shè)計階段，該階段將計劃于2019年結(jié)束，在此之后，機身部件的設(shè)計模型將固化，以便正式開始制造。
負責萊昂納多公司工程/結(jié)構(gòu)分析和方法Vittorio Ascione表示，萊昂納德公司將測試兩個全尺寸機身驗證件：其一是結(jié)構(gòu)驗證件，將進行疲勞和靜態(tài)力學(xué)性能測試；其二是乘客座艙驗證件，將評估振動聲學(xué)、舒適性、熱環(huán)境測試和機載系統(tǒng)集成。
目前，基于積木式方法驗證，已經(jīng)針對樣件、零件和子組件進行了全面測試。即使通過測試得到的結(jié)果已經(jīng)在設(shè)計階段中應(yīng)用于復(fù)合材料組件中，也可通過全面演示驗證獲得進一步的結(jié)果。
結(jié)構(gòu)驗證部件中設(shè)定的結(jié)構(gòu)重量及成本顯著降低的總目標將有助于減少二氧化碳排放，這主要歸功于更輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)、更加自動化和與生態(tài)兼容的制造和裝配流程。
至于社會和環(huán)境效益，Ascione表示，結(jié)構(gòu)驗證件中設(shè)立的結(jié)構(gòu)重量及成本顯著降低的總目標，將有助于減少二氧化碳排放，這主要歸功于更輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)、更加自動化和與生態(tài)兼容的制造和裝配流程。而客艙驗證件的舒適性和幸福感的提高將有助于改善先進支線飛機乘客的飛行體驗。
到該項目結(jié)束時，結(jié)構(gòu)性能表現(xiàn)——內(nèi)部降噪、乘客舒適度和結(jié)構(gòu)健康程度——計劃通過全面測試進行評估，這些測試將在萊昂納多公司飛機設(shè)計部門和弗勞恩霍夫研究所完成。
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