La NASA lance un projet de fabrication d'avions composites à grande vitesse

La NASA lance un projet de fabrication d'avions composites à grande vitesse

Selon un article publié sur le site de la NASA, afin de trouver un moyen de développer rapidement un nouveau type d'avion durable, la NASA prévoit de réaliser un projet de fabrication d'avions composites à grande vitesse (HiCAM). Le projet HiCAM fait partie du Sustainable Flight National Partnership (SFNP). La NASA travaillera avec ses partenaires de l'industrie, du milieu universitaire et du gouvernement pour adopter des technologies vertes afin de promouvoir le développement d'une aviation plus durable.

Le chef de projet HiCAM du centre de recherche Langley de la NASA a déclaré qu'en tant que l'un des derniers projets de la NASA, le projet HiCAM prévoit d'appliquer largement les matériaux composites à la prochaine génération d'avions, ce qui nécessite la création d'installations de production d'avions économiques et rapides.

Au cours des 20 prochaines années, la flotte mondiale de l'aviation commerciale aura besoin d'environ 40 000 nouveaux appareils pour répondre à la demande croissante de transport aérien, tout en remplaçant les avions de ligne plus anciens par des appareils plus anciens, dont la plupart seront utilisés pour des vols monocanal. opérations sur le marché des aéronefs.

À l'heure actuelle, la productivité des avions de ligne monocouloirs constitués de structures métalliques comme les Boeing 737 est d'environ 60 par mois. Par rapport à la productivité des avions métalliques, la productivité des avions de ligne en matériaux composites comme les Airbus A220 ou les plus gros Boeing 787 ne dépasse pas 14 par mois.

L'objectif du projet HiCAM est d'accélérer ce processus de production pour atteindre une productivité de 80 avions par mois en utilisant des matériaux composites. Afin d'atteindre cet objectif, les chercheurs étudient quels matériaux composites et quelles méthodes de fabrication peuvent être accélérés pour atteindre une productivité aussi élevée, et des composants d'avion plus gros, tels que des racks d'avion et des cellules, peuvent être fabriqués plus rapidement. Ces composants peuvent être constitués de matériaux mixtes personnalisés tels que le plastique, le graphite et la céramique, ce qui peut réduire considérablement le coût des structures composites, réduire considérablement le poids de l'avion et atteindre les objectifs d'économie de carburant.

La NASA a déclaré que la productivité est limitée par le temps nécessaire pour fabriquer des pièces, assembler des pièces pour fabriquer des pièces d'avions de grande taille et vérifier les résultats de qualité. A l'heure actuelle, la plupart des pièces d'avions en matériaux composites sont des matériaux thermodurcissables, et leur procédé de fabrication est irréversible. Le matériau composite constitué de chaque pièce est durci par la haute température et la haute pression du réservoir de pressage à chaud et devient finalement solide.

L'ensemble du processus est relativement long, jusqu'à 8 heures. Afin de raccourcir le temps, il est nécessaire d'étudier quels matériaux composites durcissent le plus rapidement dans le réservoir de pressage à chaud, quels matériaux peuvent être durcis sans l'utilisation du réservoir de pressage à chaud et s'il existe d'autres matériaux composites qui peuvent être utilisés dans fabrication.

L'équipe du projet HiCAM travaille toujours avec des partenaires industriels de l'Advanced Composite Materials Alliance pour développer des procédés de fabrication de matériaux composites à grande vitesse. Ces partenaires industriels comprennent des avionneurs, des développeurs d'équipements et de logiciels et des fournisseurs de matériaux. Bien que le projet HiCAM se concentre sur les avions de transport, il a également un potentiel d'application élevé dans d'autres aspects, y compris les petites structures d'avions pour le transport aérien avancé.

Toray Composite Materials America Inc (TCMA) est un fabricant de fibre de carbone TORAYCA ™ et de préimprégné thermodurcissable de qualité aéronautique. Il a participé à la tâche en trois parties du projet à ce stade, principalement responsable de la fourniture de fibre de carbone TORAYCA ™ et de la prochaine génération de préimprégné thermodurcissable.

En outre, TCMA fournit également des conseils de processus pour l'utilisation de matériaux dans le développement du processus de placement automatisé des fibres (AFP), le durcissement rapide et la perfusion de résine des structures d'aile/fuselage. Le préimprégné thermodurcissable utilise une fibre de carbone à module moyen (IM plus) et un système de résine époxy durcie pour fournir des propriétés structurelles, une faible teneur en résine et des tolérances de fabrication de propriétés physiques strictes.

Jeff Cross, directeur du développement des affaires aérospatiales chez TCMA, a déclaré : « Nous sommes fiers de participer aux efforts d'ACC pour réduire les coûts, améliorer les performances et augmenter le taux de livraison des avions commerciaux à canal unique, afin de maintenir l'avantage concurrentiel du États-Unis dans la fabrication d'avions." .

Toray Advanced Composites (TAC) est un fabricant d'une variété de technologies de matériaux composites thermodurcissables et thermoplastiques. Elle a directement participé aux quatre volets complémentaires du projet et a fourni une série de rubans thermoplastiques UD Cetex ® et d'autres intrants matériels.

Ces matériaux comprennent des composites thermoplastiques structurels de pointe renforcés de fibres de carbone TORAYCA ® avec un module standard et intermédiaire, et sont utilisés dans la fabrication de PIÈCES et les PROCÉDÉS D'ASSEMBLAGE innovants. Steve Stop, vice-président de la technologie chez TAC, a déclaré : « Toray est honoré de soutenir ce plan global de technologie des matériaux et des processus pour aider l'industrie de la fabrication aérospatiale à atteindre une croissance de productivité sans précédent de 4-6 fois. »