采用三轴纤维编织技术开发下一代可持续复合材料螺旋桨叶片

据英国国家复合材料中心（NCC）网站刊文，作为由Dowty螺旋桨公司（Dowty）牵头的一项耗资2000万英镑研发计划的一部分，NCC采用新工艺设计并制造了一种全尺寸螺旋桨叶片原型件。

这项为期四年的“数字螺旋桨推进器”（DigiProp）计划旨在对Dowty螺旋桨系统的设计、制造和测试等各个方面进行创新，以开发不仅能够降低成本，同时还能显著提高性能的螺旋桨叶片。该成果将使未来可持续和低成本航空飞行的实现更进一步。

与 Dowty 和来自高价值制造弹射器(HVM Catapult)研究中心——谢菲尔德大学先进制造研究中心 (AMRC)和制造技术中心 (MTC) 的伙伴中心合作，NCC团队确定了先进热塑性复合材料的三轴碳纤维编织技术是一种低成本、自动化，高性能和环保的制造工艺。热塑性复合材料可以通过熔化并形成另一种产品来回收，从而减少浪费。整个过程是自动化的，从而减少了缺陷数量并减少了返工。

在螺旋桨叶片的结构部件中使用热塑性复合材料三轴碳纤维编织技术是此前从未尝试过的。对于尺寸较小的螺旋桨叶片，NCC发现这项技术是一种更快、更简易的制造过程，具有非常显著的成本效益。

对清洁、低成本航空旅行需求的不断增长推动了飞机设计的创新，“数字螺旋桨推进器”（DigiProp）研发计划在这一背景下于2017年启动，其目的是确保英国制造商在涡轮螺旋桨飞机可持续推进技术方面处于全球领先地位。

NCC、AMRC和MTC均具有强大的复合材料研发和制造专业技术能力，目前均已能够将复杂的三轴纤维编织技术转化为工业现实，利用复合材料取向特性提供关键性能和强度，同时最大限度地发挥轻量化优势，实现叶片整体减重。

Dowty公司总裁Henry Johnston表示，该项目是Dowty开展过的最大的研究项目。它使Dowty拥有了一套先进技术，能够在新冠疫情蔓延后为加速发展可持续航空平台奠定基础。

NCC工程开发负责人Eoin Simon表示，在DigiProp计划中，与Dowty和HVM Catapult中心合作对NCC来说是一个绝佳机会，可以为螺旋桨叶片设计开发数字制造技术和解决方案，同时这项技术也能够在其他中空3D结构中取得更广泛的应用，其中包括用于小型电动飞行器的低成本可回收复合材料组件。

本文来源：NCC