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【據(jù)復(fù)合材料世界網(wǎng)站2019年7月報(bào)道】制造過程中的結(jié)構(gòu)重量和成本的降低以及飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)能力是歐洲支線飛機(jī)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵指標(biāo)。目前，“潔凈天空”(Clean Sky)計(jì)劃中的復(fù)合材料機(jī)身項(xiàng)目正推動(dòng)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(jī)身項(xiàng)目是“支線飛機(jī)創(chuàng)新飛機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)”(IADP)的一部分，旨在開發(fā)適用于先進(jìn)支線飛機(jī)機(jī)身的技術(shù)，并將其集成和驗(yàn)證，達(dá)到全尺寸演示驗(yàn)證件級(jí)別。這種演示驗(yàn)證部件——實(shí)際上有兩個(gè)，一個(gè)用于結(jié)構(gòu)驗(yàn)證，一個(gè)用于機(jī)艙內(nèi)飾驗(yàn)證——正在萊昂納多(意大利羅馬)公司以全尺寸機(jī)身桶裝段形式進(jìn)行生產(chǎn)，這些機(jī)身桶裝段結(jié)構(gòu)主要是前機(jī)身分段，也就是駕駛艙之后的部分。
復(fù)合材料機(jī)身項(xiàng)目主要開發(fā)創(chuàng)新的低成本和輕質(zhì)復(fù)合材料，先進(jìn)的制造和裝配工藝以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)能力。
“潔凈航空”的項(xiàng)目經(jīng)理Ruud Den Boer表示，飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)可承受性是支線航空公司看重的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，在復(fù)合材料機(jī)身項(xiàng)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(jī)身設(shè)計(jì)元素與新的艙門、窗戶、機(jī)身框架和客艙系統(tǒng)集成。此外，生產(chǎn)的自動(dòng)化程度也是實(shí)現(xiàn)這些要求非常重要的指標(biāo)，這在自動(dòng)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(jī)的可維護(hù)性也是另一個(gè)重要因素，因此新的復(fù)合材料機(jī)身項(xiàng)目需要集成健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——該系統(tǒng)與公路車輛中可使用的類似——也是該項(xiàng)目的一個(gè)重要考慮因素。目前在該項(xiàng)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(cè)機(jī)身結(jié)構(gòu)的健康狀況，這將有助于預(yù)測(cè)需要維護(hù)時(shí)機(jī)。機(jī)身中的嵌入式傳感器還將檢測(cè)到結(jié)構(gòu)是否存在撞擊，例如鳥撞或與著陸時(shí)地面濺起的碎片對(duì)機(jī)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(jī)在使用過程中維護(hù)成本顯著降低。但就目前而言，是否能夠經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)制造這一復(fù)合材料機(jī)身結(jié)構(gòu)需要仰仗技術(shù)的發(fā)展。
在2018年第一季度，機(jī)身結(jié)構(gòu)演示驗(yàn)證件的初步設(shè)計(jì)方案通過審查，從而完成了初步設(shè)計(jì)階段。該項(xiàng)目目前正處于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，該階段將計(jì)劃于2019年結(jié)束，在此之后，機(jī)身部件的設(shè)計(jì)模型將固化，以便正式開始制造。
負(fù)責(zé)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(cè)試兩個(gè)全尺寸機(jī)身驗(yàn)證件：其一是結(jié)構(gòu)驗(yàn)證件，將進(jìn)行疲勞和靜態(tài)力學(xué)性能測(cè)試；其二是乘客座艙驗(yàn)證件，將評(píng)估振動(dòng)聲學(xué)、舒適性、熱環(huán)境測(cè)試和機(jī)載系統(tǒng)集成。
目前，基于積木式方法驗(yàn)證，已經(jīng)針對(duì)樣件、零件和子組件進(jìn)行了全面測(cè)試。即使通過測(cè)試得到的結(jié)果已經(jīng)在設(shè)計(jì)階段中應(yīng)用于復(fù)合材料組件中，也可通過全面演示驗(yàn)證獲得進(jìn)一步的結(jié)果。
結(jié)構(gòu)驗(yàn)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(biāo)將有助于減少二氧化碳排放，這主要?dú)w功于更輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)、更加自動(dòng)化和與生態(tài)兼容的制造和裝配流程。
至于社會(huì)和環(huán)境效益，Ascione表示，結(jié)構(gòu)驗(yàn)證件中設(shè)立的結(jié)構(gòu)重量及成本顯著降低的總目標(biāo)，將有助于減少二氧化碳排放，這主要?dú)w功于更輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)、更加自動(dòng)化和與生態(tài)兼容的制造和裝配流程。而客艙驗(yàn)證件的舒適性和幸福感的提高將有助于改善先進(jìn)支線飛機(jī)乘客的飛行體驗(yàn)。
到該項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，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(jì)劃通過全面測(cè)試進(jìn)行評(píng)估，這些測(cè)試將在萊昂納多公司飛機(jī)設(shè)計(jì)部門和弗勞恩霍夫研究所完成。
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