Еще большая дальность полета или еще большая полезная нагрузка - вот чего хотят авиакомпании для своих самолетов. Из-за их высокой удельной жесткости и прочности волокно-пластиковые композиты все чаще используются. Доля композиционных материалов в Airbus A380 составляет 22%, в современных A350 XWB она уже превышает 50%. Здесь большие части фюзеляжа и конструкций выполнены из сверхлегкого углепластика. Только с авиационных колес более 30 лет мало двигались в сторону облегченной конструкции. Чтобы открыть эту область инноваций, Институт долговечности и надежности систем им. Фраунгофера LBF начал исследовательский проект ЕС «Разработка композитного колеса». Цель состоит в том, чтобы разработать первое носовое колесо CFRP для Airbus A320. Исследователи хотят показать легкий потенциал строительства до 40%.
Изучите и оцените концепции
Во время взлета, посадки и руления возникают высокие статические, динамические и термические напряжения, которые должны выдерживать колеса самолета. Обычные модели - это, в основном, алюминиевые кованые детали, которые могут весить до 100 кг. На этом фоне для дармштадтских ученых в начале процесса разработки легкого носового колеса из углепластика изначально есть фаза определения и, следовательно, составление всех важных требований. К ним относятся интерфейсы шин и хранилища, технические характеристики места установки и возникающие нагрузки.
Картинная галерея
В отличие от автомобильных колес, авиационные колеса расположены на оси шасси с помощью конического роликового подшипника. Кроме того, авиационные колеса изготовлены из нескольких частей, что позволяет устанавливать относительно жесткие шины. Хотя передние колеса не тормозятся в отличие от колес основного шасси, процесс торможения прокатки оказывается критической нагрузкой для носового колеса. Из-за высокие тормозной момент на главное шасси, опорные силы до 16 тонн в носовом колесе возникают на переднюю опоры шасси.
Совет: Встреча пользователей облегченной конструкции На встрече пользователей легкой конструкции, которая состоится в Вюрцбурге с 4 по 5 декабря 2018 года, участники смогут узнать больше о легких материалах, конструкциях и производстве. В этом году основное внимание будет уделено оптимизации топологии, аддитивному производству и композиционным материалам.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции
Вторым шагом в процессе разработки является разработка концепции. Чтобы найти оптимальную легкую конструкцию, ученые исследуют основные геометрические концепции и оценивают их с точки зрения их жесткости в отношении радиальных нагрузок, боковых нагрузок, давления в шинах и случаев наложенной нагрузки. Оптимизация топологии системы затем подтверждает результат.
Планируется десять прототипов носового колеса
При разработке компонентов, изготовленных из волокнистого композита, важно иметь дело с возможными производственными процессами и материалами на ранних этапах процесса разработки, поскольку они предполагают решающие производственные ограничения. «Для производства колеса самолета мы стремимся к повторному литью в отставку (RTM). Этот процесс предлагает много преимуществ с точки зрения возможного автоматизированного производства, создания сложных геометрий компонентов и реализации высокого качества ламината », - объясняет Дженс-Дэвид Вакер, который возглавляет исследовательский проект в Fraunhofer LBF.
Всего в рамках проекта будет изготовлено десять прототипов авиационных колес. Для проверки конструкции компонентов Fraunhofer LBF проведет испытания опытных образцов в рамках сертификационных испытаний, предназначенных для колеса самолета. (Qui)
Вы также можете быть заинтересованы в:
Подсказка к книге
Оптимизировать структуры бионически
Встреча пользователей облегченной конструкции 2017
Правильный дизайн волоконно-композитных компонентов
композитный
Легкое колесо в сэндвич-дизайне
Волокнистые композиционные материалы
Термопластичный обод из углеродного волокна
СОВЕТ ПО СЕМИНАРАМ Семинар "Строительная бионика" в Академии строительной практики дает обзор возможностей бионики в разработке новых продуктов. Участники идут на бионический поиск решений и изучают принципы оптимизации бионической формы.
Информация и регистрация: www.b2bseminare.de/konstruction/konstruktionsbionik