【复材视界】CFRP使全球第一架单引擎轻型运动飞机得以强化
2016年一家意大利初创公司制造了世界上第一台几乎完全由碳纤维增强聚合物(CFRP)组成的单引擎轻型运动飞机。
位于意大利克罗塞州圣乔瓦尼市的NASHERO表示,其两座高性能飞机是为希望以舒适、安全且环保的方式旅行的机主设计的。“对我们而言,高性能意味着在行驶的距离内极低的燃油消耗和对环境的极低影响,”公司首席执行官Naresh Sharma说。新的CFRP飞机在每座位英里数上的排放将大大低于低排放混合动力汽车。
与通常用于小型飞机构造的铝合金相比,复合材料具有多个优势。它们的重量较轻且耐腐蚀,但同时具有出色的疲劳强度和刚度。由于制造商可以将它们成型为雕刻的形状,因此复合材料还提供了更大的设计灵活性,并具有更好地对飞行表面进行气动弹性裁剪的潜力。
凭借更轻、更坚固的整体结构,CFRP飞机能够容纳更轻的发动机和更大的有效载荷。另外,飞机的一项安全功能依赖于CFRP出色的碰撞吸收性能。飞机的安全舱可以进行正面碰撞,同时将碰撞能量传递给飞行员或乘客的可能性降到最低。第二个安全要素是集成在飞机上的飞机弹道降落伞回收系统。
NASHERO为飞机选择了多种CFRP材料,并开发了创新的真空灌注工艺,以生产出结构中可能的空洞率最低的飞机零件。其制造过程减少了材料报废,并将化学废物减少到2%以下(相比之下,某些工业部门的废物百分比高达30%)。
飞机上唯一不由CFRP组成的零件是发动机支架(根据法规要求,以承受约1000℃的温度),以及飞机必须将载荷从结构的一部分转移到另一部分的区域。对于载荷传递区域,NASHERO将在CRFP增强纤维层之间嵌入铝和钛硬质点。
后续该公司计划每年可支持20架飞机的生产,但这些模型中的至少一种将使用较便宜的玻璃纤维复合材料而非CFRP制成。
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