Carbon ThreeSixty牵头联合Leonardo与NCC开发全复合直升机轮毂
先进复合结构专家Carbon ThreeSixty(英国奇彭纳姆)现牵头新NATEP项目,由英国创新机构Innovate UK联合资助,旨在设计、开发制造超低质量、坚固、概念验证碳纤维增强塑料(CFRP)旋翼航空器轮毂。
项目于2021年1月1日启动,为期十八个月。联盟合作伙伴Leonardo(意大利罗马)和国家复合材料中心(NCC,英国布里斯托尔)将发挥专长,旨在提升性能、安全性和全生命周期成本。
替代金属轮毂:CFRP密度约一半机械性能显著增强
据Carbon ThreeSixty称,全球直升机轮毂市场目前使用金属轻合金材料,通常铝或镁。虽提供足够强度刚度且密度相对较低,但CFRP轮毂将在约一半金属轮毂密度下提供显著增强机械性能。
Carbon ThreeSixty董事总经理Ed Allnut表示:"先进复合材料工艺专门应用于航空航天轮毂是高度创新步骤。我们其他复合轮毂应用经验显示,比锻铝方案可实现30-40%减重。我们相信关键卖点将是疲劳寿命和失效模式改进,将延长寿命提高安全性。"
效益:减重提效可改装现有机型
减重将使机身制造商实现效率、航程和载荷改进,为低功率密度推进系统(如电池电动)提供选项。除改进耐腐蚀和NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能外,复合轮毂可与现有轮毂互换,适合改装应用。
Carbon ThreeSixty称项目将使用定向纤维铺放(TFP)、编织和非高压釜(OOA)等尖端复合制造技术确保可重复性和可扩展性。
NCC技术项目负责人Alex Doyle表示:"复合轮毂仅在过去10年因树脂体系韧性提升、碳纤维价格下降和工艺自动化改进才变得可行。汽车轮毂市场已证明这一点。但航空航天应用更具挑战。成本转变结合技术改进是复合轮毂现可行于航空航天旋翼应用的原因。"
项目范围据称涵盖规格、设计、开发、制造、检验和测试概念验证直升机轮毂,考虑Leonardo为未披露平台提供规格的完整航空航天要求。
Leonardo Helicopters UK研发组合交付Adrian Smith表示:"非常渴望参与开发这项技术。复合材料预计每个5公斤合金轮毂节省约1.5公斤。总计6公斤减重代表典型12,000小时服务寿命节省近1,000加仑燃油,相当于约12吨CO₂。"
项目预计持续18个月,总预算约25万英镑。交付物包括12个全测试概念验证轮毂,及设计制造方法论。
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