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当复合材料减重助力美空军货运飞机首飞成功

发布时间:2021-09-11 06:56:39 阅读: 来源:压片机厂家
当复合材料减重助力美空军货运飞机首飞成功

复合材料减重助力美空军货运飞机首飞成功

采用复合材料可以显著减轻ACCA的重量

当美国空军研究试验室(AFRL)订购先进复合材料货运飞机时,他们希望验证一种由复合制造工艺制成的全尺寸、有保证的飞机。

订购这种飞机的主要目的为了验证应用这些先进技术能否减少飞机的结构重量和未来军用运输机的价格。该项目是美国空军研究试验室进行的一项10年研究和发展投资,称为“复合可购性行动”。

2007年10月,美国空军研究试验室与洛克希德马丁(Lockheed Marti)和极光飞行科学公司(Aurora Flight Sciences)分别签署了价值为4910万美元和4685万美元的第二阶段ACCA飞行试验合同,该合同还包括连带建造一架“X-飞机”,并用于同样的飞行试验,合同还包括极光飞行科学公司的199万美元的设计费用。

“臭鼬”工厂(S负载操控精度高kunk Works)被指定制造ACCA,该项目是洛克希德马丁公司最先进的发展项目,目标是利用复合材料制造更轻更耐用的运输机。

ACCA首飞成功

2009年6月2日,ACCA在加州棕榈谷(Palmdale)的美国空军42号工厂进行了首次飞行试验。为了评估技术的可靠性,在试验飞机上装有600多个传感器和过载指示器,用于测量结构压力。

在飞机爬升到10000英尺后,两名飞行员对飞机进行了一系列空速、稳定性和控制试验,在不同速度、高度、姿态观察ACCA的性能,整个试飞过程持续了大约87分钟。

德莱顿飞行研究中心(DFRC)和AVCRAFT公司对美国空军研究试验室的这一试验项目进行了援助。德莱顿飞行研究中心简化了试验准备,AVCRAFT公司作为道尼尔(Dornier)-328J飞机的维护者,负责飞机的子系统。

ACCA原计划2008年底或者2009年初进行试飞,但在制造复合机身时,由于下机身蒙皮结合不够,不得不重新制造第二个机身,导致了试飞延期。

ACCA的设计

ACCA是对道尼尔-328J的升级改造。其主要变化包括用先进复合材料替换机身后部的机组位置和垂尾。之所以选择上单翼的道尼尔飞机,主要是道尼尔飞机可以以较低的代价完成试验任务。

升级后,飞机的机身宽度从2.41米增加到3.175米,长度为16.8米,接近机鼻段的直径为2.74米。就像一艘独木舟,几乎整个机身的上部和下部拉长产业链与圆形的框架相连,同时,增大了飞机的货舱门和装卸板,对机身的扩大和加强是为了安装两个军标的463L货盘。这一货盘系统不能用传统的钩扣,如铆钉等,从而使得复合结构极具气动性。

在这架飞机上采用了先进的标准和复合材料,包括采用超热压成型工艺生产的复合材料。热压成型工艺造价昂贵,该技术是利用热量和高压的综合作用,在一个有房间那么大的融炉内,ACCA巨大的复合机身段在热量和高压的作用下成型、加工并粘合在一起,减少增进企业降本增效了组件数量。组件数量的减少进一步减少了设计和生产的难度。

道尼尔-328J原本有3000个金属部件和30000个机械扣件,洛克希德马丁公司减少了近90%,只用了300个金属部件和不到4000个机械扣件。飞机的垂尾上装有整体硬性蒙皮。

原先道尼尔-328J的机身由铝合金制成。在飞机的机身和尾部采用先进的复合材料不但可使飞机减轻重量和降低造价,还可使飞机更耐用和易于维护。此外,由于使用的部件减少,腐蚀和金属老无转子硫化仪用于剖析、测定橡胶硫化进程的焦烧工夫、正硫化工夫、硫化速度、模量和硫化平整等功能参数化问题将明显减少,使飞机更容易维修。飞机重量的减轻同时意味着可以增加运力。

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