Demonstratorul multifuncțional de fuzelaj de generație următoare - folosind termoplastice pentru un produs mai curat
Pentru a valorifica întregul potențial al compozitelor termoplastice din aviație, proiectul de generație multifuncțională de fuzelaj (Next Generation Multifunctional Fuselage Demonstration - MFFD) progresează spre integrarea tehnologiilor inovatoare Clean Sky, care vor ajuta la dezvoltarea viitorului producției europene de avioane de linie, mai ecologică, și mai competitiv. Cu o integrare mai mare între fuzelaj, sisteme, elemente de marfă și cabină într-o etapă anterioară de proiectare utilizând o abordare holistică și modulară, liniile de asamblare ale aeronavelor din Europa vor fi mai bine plasate pentru a răspunde la rata de creștere de 5% a pieței globale a transportului aerian.
„Modularitatea, integrarea și crearea de platforme comune sunt esențiale”, spune Ralf Herrmann, Airframe Research & Technology Typical Fuselage la Airbus Operations GmbH. „Știm de multă vreme că beneficiile reducerii greutății și scăderii costurilor recurente în producția de aeronave - atunci când se utilizează compozite termoplastice - pot fi realizate numai prin integrarea mai multor discipline. Acest lucru înseamnă că concentrarea doar asupra structurii nu poate pentru a obține beneficiul deplin al tehnologiei compozite, trebuie să colaborăm de la început la mai multe niveluri cu experți în sisteme și experți în cabină și trebuie să aplicăm noi idei perturbatoare și să le integram în toate funcțiile. Făcând acest lucru ne va permite să valorificăm cu adevărat oportunitățile dintre aceste câteva discipline într-o singură tehnologie combinată ".
Proiectul MFFD - care urmărește să valideze combinații cu potențial ridicat de structuri ale aeronavei, cabină, marfă și elemente de sistem folosind termoplastice compozite, principii inovatoare de proiectare și arhitectură avansată a sistemului în combinație cu cabina de generația următoare - are o listă de verificare formidabilă a obiectivelor cuantificabile:
Acesta își propune să permită rate de producție de cel puțin 60 de avioane mari de pasageri pe lună, reducând în același timp greutatea fuselajului cu 1 tonă, cu o reducere a costurilor recurente. La rândul său, aceasta ar aduce reduceri semnificative ale consumului de combustibil - și, prin urmare, o reducere a amprentei de CO2 și NOx - prin reducerea substanțială a consumului total de energie al aeronavelor datorită sistemelor cu greutate mai mică și integrării îmbunătățite a arhitecturii sistemului. La baza tuturor acestea se află aplicarea oportunităților din industria 4.0, inclusiv proiectarea pentru fabricare și automatizare, senzorizare și analiza datelor pentru a demonstra efectele dorite ale costurilor de fabricație.
Condus de Airbus și care încorporează expertiza Fokker GKN, DLR, TU Delft, NLR, Fraunhofer-Gesellschaft și a altor parteneri, proiectul se desfășoară până în 2023, unul dintre „livrabilele” majore fiind un butoi compus termoplastic de 8 metri lungime, care va fi fabricat până în 2022. Acest demonstrator la sol va fi susținut de diverse platforme de testare mai mici și demonstratoare de componente în faza pregătitoare a programului, urmărind să ajungă la TRL 6 în ceea ce privește noile materiale, concepte de fabricație și asamblare.
Pivotul succesului proiectului este măsura în care se poate demonstra că materialele termoplastice compozite sunt adecvate pentru unificarea funcționalității sistemelor, cabinei și fuzelajului.
"Compozitele din fibre sunt foarte flexibile pentru proiectarea și modelarea conturului și așa mai departe. Ceea ce facem acum în ceea ce privește procesarea este evaluarea termoplasticelor care sunt ușor de modelat prin presare sau ștanțare utilizând procese de înaltă producție care sunt deja utilizate în industria auto și industriile metalice ”spune Herrmann. „Am remodelat foile plate de material în piese de formă mai complexe folosind un fel de turnare prin injecție. Avem matrițe complexe în care materialul termoplastic împreună cu fibrele sunt injectate, astfel încât să putem produce piese cu adevărat complicate, în special paranteze și altele. tipuri de componente care conectează structura fuselajului cu sistemele și monumentele cabinei. Și putem face acest lucru cu costuri de fabricație foarte mici ".