Carbon ThreeSixty ведет инновационную разработку полностью композитного вертолетного колеса с Leonardo и NCC

Специалист по передовым композитным структурам Carbon ThreeSixty (Чиппенхем, Великобритания) теперь ведет свой новый проект NATEP, софинансируемый Innovate UK, агентством инноваций Великобритании, для проектирования, разработки и производства ультралегкого, надежного концепт-доказательства углеродно-пластикового (CFRP) колеса для вертолетов.

Проект, начавшийся 1 января этого года, продлится восемнадцать месяцев. Партнеры консорциума Leonardo (Рим, Италия) и Национальный композитный центр (NCC, Бристоль, Великобритания) применили свою экспертизу, стремясь улучшить производительность, безопасность и полную стоимость владения.

По словам Carbon ThreeSixty, текущий глобальный рынок вертолетных колес использует легкие металлические сплавы, обычно алюминий или магний. Хотя они дают достаточную прочность и жесткость при относительно низкой плотности, колесо из CFRP предложит значительно улучшенные механические свойства примерно при половине плотности металлических колес.

«Применение передовых композитных материалов и процессов специально к аэрокосмическим колесам — высокоинновационный шаг», — говорит Эд Оллнат, управляющий директор Carbon ThreeSixty. «Наш опыт с другими композитными колесами показал, что экономия веса 30-40% достижима над коваными алюминиевыми решениями. Ключевым преимуществом, однако, будут улучшения усталостного ресурса и режима разрушения, которые продлят жизнь и повысят безопасность».

Снижение веса позволит авиаконструкторам доставлять эффективность, дальность и полезную нагрузку улучшения и дать вариант для систем движителей с более низкой плотностью мощности, таких как батарейно-электрические. Помимо улучшенной коррозионной стойкости и NVH (шум, вибрация и жесткость), композитные колеса будут взаимозаменяемыми с существующими, делая их пригодными для ретровита.

Carbon ThreeSixty говорит, что проект будет использовать передовую композитную производственную технологию, такую как адаптивное размещение волокна (TFP), оплетение и процессы вне автоклава (OOA) для обеспечения повторяемости и масштабируемости.

«Композитные колеса стали жизнеспособны только за последние 10 лет благодаря улучшению зähigkeit смольных систем, снижению цен на углеродное волокно и улучшению автоматизации процессов. Мы видим это на рынке автомобильных колес, где они уже доказаны», — говорит Алекс Дойл, технический лидер проекта NCC. «Однако аэрокосмические применения более сложны. Сдвиг в стоимости, комбинированный с техническими улучшениями — причина, почему сейчас композитные колеса стали возможны для аэрокосмических вертолетов».

Объем проекта, по отчетам, охватывает спецификацию, дизайн, разработку, производство, инспекцию и тестирование концепт-доказательства вертолетного колеса, учитывая полные аэрокосмические требования в соответствии со спецификацией, предоставленной Leonardo для нераскрытой платформы.

«Мы очень заинтересованы участвовать в развитии этой технологии. Композиты ожидают экономить около 1,5 кг над каждым 5-килограммовым сплавным колесом. Эта 6-килограммовая экономия веса в целом представляет почти 1000 галлонов топлива, сэкономленного за типичный 12 000-часовой срок службы и эквивалентно около 12 тонн CO₂», — говорит Адриан Смит, портфельный директор R&T Leonardo Helicopters UK.

Проект ожидается около 18 месяцев, с общим бюджетом около 250 тысяч фунтов. Результаты включают 12 полностью протестированных концепт-доказательств колес и методологию дизайна и производства.