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                      漢莎科技:靈活的CFRP結構設計 服務私人定制飛機

                      文章出處:網絡責任編輯:管理員人氣:發表時間:2015-06-20【

                      德國漢莎航空旗下的漢莎科技(Lufthansa Technik)是世界領先的商用飛機維修、航空發動機及零部件維修專業公司。漢莎科技日前宣布,與Darmstadt理工大學合作的“纖維之力(Fiber Force)”研究項目已初現成果。



                        在客機結構中采用碳纖維復合材料,不僅可以減輕機身重量,其本身亦發揮了重要的承力作用。波音新款787夢想客機和空客A350的機體結構用的幾乎全是碳纖維。在一些關鍵承力部位,像龍骨梁(keel beam)、后部隔框(rear bulkhead)、中央翼盒(center wing box),碳纖維也在發揮著愈加重要的作用。

                        而對于一些私人定制飛機的客戶(VIP customer)來說,機體結構需要作出適當的變動,以便在特定的位置安裝特定的附加部件,來滿足個性化的服務要求。同時,增加的載荷又必須得到有效的疏散。這對飛機結構設計提出了較高的要求。”纖維之力“研究小組因此而誕生。

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                        他們的首要研究目的是,將額外的載荷有效的導入碳纖維復合材料機體結構中去。

                        研究人員面對的第一個課題是準確測量厚10毫米、長度在0.5-3米不等的機身地板的最大載荷是多少。為此,需要對碳纖維本身、對承重結構(frame)、對長桁(longitudinal stringers)和他們之間的接合點(attachment point)做更細致的研究。為確保解決方案長期有效,研究人員在測試工廠模擬了飛機運行的真實環境。進一步的材料性能測試還將查明碳纖維一些尚未為人所知的性能。



                        為了在機艙中添設附加部件,需要在地板上安裝接著點(hard points)。這些和嵌入部件(inserts)類似的接著點采用膠粘的方式固定在機艙地板上,每個有手掌那么大小。采用這樣的方式,不論是添設一組櫥柜、桌椅或是隔板,都可以靈活地選擇位置。而每一個固定在地板上的接著點(attachment point)均可承受約3000牛頓的力。在一位私人客戶定制的VIP波音747-8客機上,總共安裝了不少于40個這樣的接著點(hard points/attachment points)。
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                        可是一旦私人定制的飛機被改造成更多的小隔間,當機艙中壓力突然降低時,這種分割設計會放大壓力突降的影響,在機艙中形成極低的壓力,給艙壁、地板和家具帶來損傷。為了彌補這部份損失的氣壓,研究人員在機艙地板上設計了更大的通氣閥(cutout或者breather vents)。在不同飛行環境的模擬中,研究人員可以了解飛機何處的內外艙壓平衡,而何處的機構需要加強。

                        以上就機艙地板進行的實驗所得成果可以依樣應用到機艙橫側(side )和艙頂(upper)中去,由三者共同實現額外應力的疏導?;谏鲜鰧嵺`,研究人員進一步設計了機身的整體結構。這是一次突破性的嘗試,因為沒有任何設計數據可以參考。目前,設計工作人在進行中。

                        如上所述,該項目的研究成果已經應用到了一架私人定制的飛機上。研究團隊還將就地板接著點(floor attachment points)做其他領域的拓展研究。其為機艙內飾和個性化設計帶來的可能性,將使得漢莎科技得以在不久的將來為VIP客戶提供私人定制飛機的可靠解決方案。

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                      中國國際復材展組委會編譯 
                       

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