ახალი ამბები

თვითმფრინავების ძალიან ძლიერი კომპოზიციური სტრუქტურული ნაწილების დასამზადებლად დიდი ხნის მანძილზე დამოკიდებული თერმორეფიცირებული ნახშირბადის ბოჭკოვან მასალებზე, საჰაერო კოსმოსური OEM ახლა აერთიანებს ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალების სხვა კლასს, რადგან ტექნოლოგიური მიღწევები გვპირდება ახალი არათერმოელექტრული ნაწილების ავტომატიზებულ წარმოებას მაღალი მოცულობით, დაბალ ფასად და მსუბუქი წონა.

მიუხედავად იმისა, რომ თერმოპლასტიკური ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალები „დიდი ხანია არსებობს“, აერონავტიკის მწარმოებლებმა მხოლოდ ახლახან განიხილეს მათი ფართო გამოყენება თვითმფრინავის ნაწილების, მათ შორის პირველადი სტრუქტურული კომპონენტების წარმოებაში, თქვა სტეფან დიონმა, Collins Aerospace-ის Advanced Structures-ის განყოფილების ინჟინერმა.

თერმოპლასტიკური ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები პოტენციურად სთავაზობენ საჰაერო კოსმოსურ OEM-ებს რამდენიმე უპირატესობას თერმოელექტრო კომპოზიტებთან შედარებით, მაგრამ ბოლო დრომდე მწარმოებლებს არ შეეძლოთ ნაწილების დამზადება თერმოპლასტიკური კომპოზიტებისგან მაღალი ფასებით და დაბალ ფასად, თქვა მან.

გასული ხუთი წლის განმავლობაში, OEM-ებმა დაიწყეს თერმორეფიცირებული მასალებისგან ნაწილების დამზადების მიღმა, როგორც განვითარდა ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური ნაწილების წარმოების მეცნიერება, ჯერ გამოიყენეს ფისოვანი ინფუზიის და ფისოვანი გადაცემის ჩამოსხმის (RTM) ტექნიკა თვითმფრინავის ნაწილების დასამზადებლად, შემდეგ კი. თერმოპლასტიკური კომპოზიტების გამოყენება.

GKN Aerospace-მა დიდი ინვესტიცია ჩადო ფისოვანი ინფუზიისა და RTM ტექნოლოგიის შემუშავებაში დიდი თვითმფრინავების სტრუქტურული კომპონენტების ხელმისაწვდომ ფასად და მაღალ ფასებში წარმოებისთვის. GKN ახლა ამზადებს 17 მეტრის სიგრძის, ერთი ცალი კომპოზიტური ფრთის სპარს ფისოვანი ინფუზიის წარმოების გამოყენებით, მაქს ბრაუნის, GKN Aerospace-ის Horizon 3 მოწინავე ტექნოლოგიების ინიციატივის ტექნოლოგიის ხელმძღვანელის თქმით.

OEM-ების მძიმე კომპოზიტური წარმოების ინვესტიციები ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში ასევე მოიცავდა სტრატეგიულ ხარჯვას შესაძლებლობების განვითარებაზე, რათა დაუშვას თერმოპლასტიკური ნაწილების მაღალი მოცულობის წარმოება, შესაბამისად Dion.

ყველაზე შესამჩნევი განსხვავება თერმოდამყარებასა და თერმოპლასტიკურ მასალებს შორის მდგომარეობს იმაში, რომ თერმოსამაგრებელი მასალები უნდა ინახებოდეს ცივ საცავში ნაწილებად ჩამოყალიბებამდე, ხოლო ფორმის მიღების შემდეგ, თერმომყარი ნაწილი უნდა გაიაროს გამაგრება მრავალი საათის განმავლობაში ავტოკლავში. პროცესები დიდ ენერგიასა და დროს მოითხოვს, ამიტომ თერმორეფიცირებული ნაწილების წარმოების ხარჯები რჩება მაღალი.

გამყარება შეუქცევადად ცვლის თერმოელექტრო კომპოზიტის მოლეკულურ სტრუქტურას, რაც ნაწილს აძლევს სიმტკიცეს. თუმცა, ტექნოლოგიური განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე, გამყარება ასევე ხდის მასალას ნაწილის უვარგისს პირველადი სტრუქტურულ კომპონენტში ხელახლა გამოსაყენებლად.

თუმცა, დიონის თანახმად, თერმოპლასტიკური მასალები არ საჭიროებს ცივ შენახვას ან გამოცხობას, როდესაც ისინი ნაწილებად იქმნება. ისინი შეიძლება დაიბეჭდოს უბრალო ნაწილის საბოლოო ფორმაში - Airbus A350-ის ფიუზელაჟის ჩარჩოების თითოეული სამაგრი არის თერმოპლასტიკური კომპოზიციური ნაწილი - ან უფრო რთული კომპონენტის შუალედურ ეტაპზე.

თერმოპლასტიკური მასალების შედუღება შესაძლებელია სხვადასხვა გზით, რაც საშუალებას იძლევა რთული, მაღალი ფორმის ნაწილების დამზადება მარტივი ქვესტრუქტურებისგან. დღეს ძირითადად გამოიყენება ინდუქციური შედუღება, რომელიც იძლევა მხოლოდ ბრტყელი, მუდმივი სისქის ნაწილების ქვენაწილებისგან დამზადების საშუალებას, დიონის მიხედვით. თუმცა, კოლინზი ავითარებს ვიბრაციისა და ხახუნის შედუღების ტექნიკას თერმოპლასტიკური ნაწილების შეერთებისთვის, რაც დამოწმების შემდეგ, იგი ელოდება, რომ საბოლოოდ საშუალებას მისცემს შექმნას "ჭეშმარიტად მოწინავე რთული სტრუქტურები", - თქვა მან.

თერმოპლასტიკური მასალების შედუღების უნარი რთული კონსტრუქციების შესაქმნელად მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს გააუქმონ ლითონის ხრახნები, საკინძები და საკინძები, რომლებიც საჭიროა თერმოელექტრული ნაწილების მიერ შეერთებისა და დასაკეცისთვის, რითაც ქმნის წონის შემცირების სარგებელს დაახლოებით 10 პროცენტით, ბრაუნის შეფასებით.

მიუხედავად ამისა, ბრაუნის თქმით, თერმოპლასტიკური კომპოზიტები უკეთესად ერწყმის ლითონებს, ვიდრე თერმორეფიცირებული კომპოზიტები. მიუხედავად იმისა, რომ სამრეწველო R&D, რომელიც მიზნად ისახავს ამ თერმოპლასტიკური თვისების პრაქტიკული აპლიკაციების შემუშავებას, რჩება „ადრეული სიმწიფის ტექნოლოგიის მზადყოფნის დონეზე“, შესაძლოა საბოლოოდ აერონავტიკის ინჟინრებს დაუშვან ისეთი კომპონენტების დიზაინი, რომლებიც შეიცავენ ჰიბრიდულ თერმოპლასტიკური და ლითონის ინტეგრირებულ სტრუქტურებს.

ერთი პოტენციური აპლიკაცია შეიძლება იყოს, მაგალითად, თვითმფრინავის მგზავრის ერთი ცალი, მსუბუქი სავარძელი, რომელიც შეიცავს ყველა ლითონის დაფუძნებულ წრედს, რომელიც საჭიროა ინტერფეისისთვის, რომელსაც იყენებს მგზავრი ფრენის დროს გასართობი ვარიანტების, სავარძლების განათების, საჰაერო ვენტილატორის შესარჩევად და გასაკონტროლებლად. , ელექტრონულად კონტროლირებადი სავარძლის საყრდენი, ფანჯრის ჩრდილის გამჭვირვალეობა და სხვა ფუნქციები.

დიონის თქმით, თერმოპლასტიკური მასალების მოლეკულური სტრუქტურები არ იცვლება თერმოპლასტიკური კომპოზიციური მასალებისგან განსხვავებით, რომლებსაც გამკვრივება სჭირდებათ სიხისტის, სიმტკიცისა და ფორმის შესაქმნელად, რომელიც საჭიროა ნაწილებისგან, რომელშიც ისინი მზადდება.

შედეგად, თერმოპლასტიკური მასალები ბევრად უფრო მდგრადია მოტეხილობაზე ზემოქმედების დროს, ვიდრე თერმორეზერვებული მასალები, ხოლო გვთავაზობენ მსგავს, თუ არა უფრო ძლიერ, სტრუქტურულ სიმტკიცეს და სიმტკიცეს. „ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ [ნაწილები] უფრო თხელი ლიანდაგებით დააპროექტოთ,“ თქვა დიონმა, რაც იმას ნიშნავს, რომ თერმოპლასტიკური ნაწილები იწონის ნაკლებს, ვიდრე ნებისმიერი თერმორეფიცირებული ნაწილი, რომელსაც ისინი ცვლიან, თუნდაც წონის დამატებითი შემცირების გარდა იმისა, რომ თერმოპლასტიკური ნაწილები არ საჭიროებენ ლითონის ხრახნებს ან შესაკრავებს. .

თერმოპლასტიკური ნაწილების გადამუშავება ასევე უფრო მარტივი პროცესი უნდა იყოს, ვიდრე თერმოელექტრული ნაწილების გადამუშავება. ტექნოლოგიის ამჟამინდელ მდგომარეობაში (და გარკვეული პერიოდის განმავლობაში), მოლეკულური სტრუქტურის შეუქცევადი ცვლილებები, რომლებიც წარმოიქმნება თერმოსის მასალების გამაგრებით, ხელს უშლის რეციკლირებული მასალის გამოყენებას ექვივალენტური სიმტკიცის ახალი ნაწილების შესაქმნელად.

თერმოელექტრული ნაწილების გადამუშავება გულისხმობს მასალაში ნახშირბადის ბოჭკოების დაფქვას მცირე სიგრძეზე და ბოჭკო-ფისოვანი ნარევის დაწვას ხელახლა დამუშავებამდე. ხელახალი დამუშავებისთვის მიღებული მასალა სტრუქტურულად სუსტია ვიდრე თერმორეფიცირებული მასალა, საიდანაც დამზადდა რეციკლირებული ნაწილი, ამიტომ თერმოდამყარების ნაწილების გადამუშავება ახლებურად ჩვეულებრივ აქცევს „მეორად სტრუქტურას მესამედში“, თქვა ბრაუნმა.

მეორეს მხრივ, იმის გამო, რომ თერმოპლასტიკური ნაწილების მოლეკულური სტრუქტურები არ იცვლება ნაწილების წარმოებისა და ნაწილების შეერთების პროცესებში, ისინი შეიძლება უბრალოდ თხევად ფორმაში გადაიზარდოს და გადამუშავდეს ისეთივე ძლიერ ნაწილებად, როგორც ორიგინალები, დიონის მიხედვით.

თვითმფრინავის დიზაინერებს შეუძლიათ აირჩიონ სხვადასხვა თერმოპლასტიკური მასალების ფართო არჩევანი, რომლებიც ხელმისაწვდომია დიზაინისა და ნაწილების წარმოებაში. "ფისების საკმაოდ ფართო ასორტიმენტი" ხელმისაწვდომია, რომელშიც ერთგანზომილებიანი ნახშირბადის ბოჭკოვანი ძაფები ან ორგანზომილებიანი ქსოვილები შეიძლება იყოს ჩასმული, რაც აწარმოებს სხვადასხვა მატერიალურ თვისებებს, თქვა დიონმა. „ყველაზე ამაღელვებელი ფისები არის დაბალი დნობის ფისები“, რომლებიც დნება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე და ასე შეიძლება ჩამოყალიბდეს და ჩამოყალიბდეს დაბალ ტემპერატურაზე.

თერმოპლასტიკების სხვადასხვა კლასი ასევე გვთავაზობს განსხვავებულ სიმტკიცეს (მაღალი, საშუალო და დაბალი) და საერთო ხარისხს, დიონის მიხედვით. უმაღლესი ხარისხის ფისები ყველაზე ძვირია, ხოლო ხელმისაწვდომობა წარმოადგენს აქილევსის ქუსლს თერმოპლასტიკისთვის თერმორეგულაციის მასალებთან შედარებით. როგორც წესი, ისინი უფრო ძვირია, ვიდრე თერმოელექტროები და თვითმფრინავების მწარმოებლებმა უნდა გაითვალისწინონ ეს ფაქტი თავიანთი ხარჯების/სარგებლის დიზაინის გამოთვლებში, თქვა ბრაუნმა.

ნაწილობრივ ამ მიზეზით, GKN Aerospace და სხვები გააგრძელებენ ფოკუსირებას თერმორეგულაციის მასალებზე თვითმფრინავების დიდი სტრუქტურული ნაწილების დამზადებისას. ისინი უკვე ფართოდ იყენებენ თერმოპლასტმასის მასალებს უფრო მცირე სტრუქტურული ნაწილების დასამზადებლად, როგორიცაა ემპენაჟები, საჭეები და სპოილერები. თუმცა მალე, როდესაც მსუბუქი წონის თერმოპლასტიკური ნაწილების მაღალი მოცულობის, დაბალი ფასის წარმოება რუტინული გახდება, მწარმოებლები გამოიყენებენ მათ ბევრად უფრო ფართოდ - განსაკუთრებით eVTOL UAM-ის მზარდ ბაზარზე, დაასკვნა დიონმა.

მოდის ainonline-დან