ناسا تطلق مشروع تصنيع الطائرات المركبة عالية السرعة

ناسا تطلق مشروع تصنيع الطائرات المركبة عالية السرعة

وفقًا لمقال نُشر على موقع ناسا الإلكتروني ، من أجل إيجاد طريقة لتطوير نوع جديد من الطائرات المستدامة بسرعة ، تخطط ناسا لتنفيذ مشروع تصنيع طائرات عالية السرعة (HiCAM). مشروع HiCAM هو جزء من الشراكة الوطنية للطيران المستدام (SFNP). ستعمل ناسا مع شركائها في الصناعة والأوساط الأكاديمية والحكومة لاعتماد التقنيات الخضراء لتعزيز تطوير طيران أكثر استدامة.

قال مدير مشروع HiCAM في مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا إنه كواحد من أحدث مشاريع ناسا ، يخطط مشروع HiCAM لتطبيق المواد المركبة على نطاق واسع على الجيل التالي من الطائرات ، الأمر الذي يتطلب إنشاء مرافق إنتاج طائرات اقتصادية وسريعة.

في العشرين عامًا القادمة ، سيحتاج أسطول الطيران التجاري العالمي إلى حوالي 40 ، 000 طائرة جديدة لتلبية الطلب المتزايد على السفر الجوي ، مع استبدال الطائرات القديمة بطائرات قديمة ، سيتم استخدام معظمها لقناة واحدة عمليات سوق الطائرات.

في الوقت الحاضر ، تبلغ إنتاجية الطائرات أحادية الممر المصنوعة من الهياكل المعدنية مثل طائرات بوينج 737 حوالي 60 في الشهر. بالمقارنة مع إنتاجية الطائرات المعدنية ، فإن إنتاجية الطائرات المصنوعة من مواد مركبة مثل طائرات إيرباص A220 أو طائرات بوينج 787 الأكبر لا تتجاوز 14 في الشهر.

الهدف من مشروع HiCAM هو تسريع عملية الإنتاج هذه لتحقيق إنتاجية تصل إلى 80 طائرة شهريًا باستخدام المواد المركبة. من أجل تحقيق هذا الهدف ، يدرس الباحثون المواد المركبة وطرق التصنيع التي يمكن تسريعها إلى مثل هذه الإنتاجية العالية ، ويمكن تصنيع المزيد من مكونات الطائرات الكبيرة ، مثل رفوف الطائرات وهياكل الطائرات ، بشكل أسرع. يمكن تصنيع هذه المكونات من مواد مختلطة مخصصة مثل البلاستيك والجرافيت والسيراميك ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من تكلفة الهياكل المركبة ، وتقليل وزن الطائرة بشكل كبير ، وتحقيق أهداف توفير الوقود.

قالت ناسا إن الإنتاجية محدودة بالوقت الذي يستغرقه تصنيع الأجزاء وتجميع الأجزاء لصنع أجزاء كبيرة من الطائرات والتحقق من نتائج الجودة. في الوقت الحاضر ، معظم أجزاء الطائرات المصنوعة من المواد المركبة هي مواد مبللة بالحرارة ، وعملية تصنيعها لا رجعة فيها. يتم معالجة المواد المركبة المصنوعة من كل جزء بواسطة درجة الحرارة العالية والضغط العالي لخزان الضغط الساخن وتصبح أخيرًا صلبة.

العملية برمتها طويلة نسبيًا ، تصل إلى 8 ساعات. من أجل تقصير الوقت ، من الضروري دراسة المواد المركبة التي تعالج الأسرع في خزان الضغط الساخن ، وما هي المواد التي يمكن معالجتها دون استخدام خزان الضغط الساخن ، وما إذا كانت هناك مواد مركبة أخرى يمكن استخدامها في تصنيع.

لا يزال فريق مشروع HiCAM يعمل مع شركاء الصناعة في تحالف المواد المركبة المتقدمة لتطوير عمليات تصنيع المواد المركبة عالية السرعة. يشمل شركاء الصناعة هؤلاء مصنعي الطائرات ومطوري المعدات والبرامج وموردي المواد. على الرغم من أن تركيز مشروع HiCAM ينصب على طائرات النقل ، إلا أنه يتمتع أيضًا بإمكانيات تطبيق عالية في جوانب أخرى ، بما في ذلك هياكل الطائرات الصغيرة للنقل الجوي المتقدم.

شركة Toray Composite Materials America Inc (TCMA) هي شركة مصنعة لألياف الكربون TORAYCA ™ والتجهيز الحراري المسبق من الدرجة الجوية. شاركت في المهمة المكونة من ثلاثة أجزاء للمشروع في هذه المرحلة ، وهي مسؤولة بشكل أساسي عن توريد ألياف الكربون TORAYCA ™ والجيل التالي من التقوية المسبقة بالحرارة.

بالإضافة إلى ذلك ، يوفر TCMA أيضًا إرشادات عملية لاستخدام المواد في تطوير عملية وضع الألياف المؤتمتة (AFP) ، والمعالجة السريعة ، ونضح الراتينج لهياكل الجناح / جسم الطائرة. التقوية المسبقة بالحرارة تستخدم ألياف الكربون ذات المعامل المتوسط ​​(IM plus) ونظام راتنجات الايبوكسي المقوى لتوفير الخصائص الهيكلية ومحتوى راتينج منخفض وخصائص فيزيائية صارمة لتحمل التصنيع.

قال جيف كروس ، مدير تطوير أعمال الطيران في TCMA: "نحن فخورون بالمشاركة في جهود ACC لتقليل التكاليف ، وتحسين الأداء ، وزيادة معدل تسليم الطائرات التجارية أحادية القناة ، وذلك للحفاظ على الميزة التنافسية للطائرات التجارية. الولايات المتحدة في صناعة الطائرات ". .

Toray Advanced Composites (TAC) هي شركة مصنعة لمجموعة متنوعة من تقنيات المواد المركبة بالحرارة والمواد المركبة بالحرارة. شاركت بشكل مباشر في أربعة أجزاء إضافية من المشروع وقدمت سلسلة من أشرطة Cetex® البلاستيكية الحرارية UD ومدخلات المواد الأخرى.

تشمل هذه المواد TORAYCA ® من ألياف الكربون المقواة بألياف الكربون الهيكلية الحديثة والمركبات البلاستيكية الحرارية ذات المعامل القياسي والمتوسط ​​، وتستخدم في تصنيع الأجزاء المبتكرة وعمليات التجميع. قال ستيف ستوب ، نائب رئيس التكنولوجيا في TAC: "تشرفت Toray بدعم هذه الخطة الشاملة لتقنية المواد والعمليات لمساعدة صناعة تصنيع الطيران على تحقيق نمو إنتاجي غير مسبوق 4-6 أضعاف".