采用CompoTech的机器人辅助卷绕技术制造的IV型或V型多腔存储罐旨在集成到机翼根部。

捷克共和国正在开发用于航空的复材多腔整体式储罐的简化技术示例。

从2023年3月到2025年12月，题为“加压氢气复材整体燃料箱”的研究项目得到了捷克共和国技术局的支持，并在主要研究项目——国家航空航天能力中心NaCCAS II中作为子项目TN02000009/06获得资助。它包括三个主要合作伙伴：

• 布拉格捷克技术大学

• 纤维缠绕专家CompoTech PLUS，spol。s r.o.（Sušice）

• 飞机制造商Distar CZ a.s.（NovýBydžov）

 

该项目的目标是为非标准形状的压缩气态氢（CGH2-compressed gaseous hydrogen）燃料箱生产一个功能演示器，能够承载通用航空型飞机主要结构的载荷。该储罐将采用4型或无衬里5型设计，由两个关键标准驱动，以最大限度地减少质量和最大限度地提高安全性。

在考虑将储罐定位在机翼或尾部后，机翼被选为更有利的。放置在机翼根部附近，油箱的高轴向强度将有助于传递飞机主要结构的弯矩以及一些扭转载荷。

正如CompoTech研发专家、项目经理罗宾·波尔（Robin Poul）所解释的那样，该储罐将使用该公司的机器人辅助纤维铺放（RAFL- robot-assisted fiber laying）技术生产，该技术源于纤维缠绕，但具有更可控的机器轴，可以更精确地将纤维放置在复杂的形状上，并沿产品的主轴定位纤维，即以0°方向，这是传统纤维缠绕通常无法实现的。

波尔说：“储罐的形状将相对复杂，这取决于机翼内部空间的最大利用。”。“结果是一种扁平的、类似翼型的、非棱柱形的几何形状。”

简化的技术样品已经制造完成，目标是在2025年生产。功能演示器长约2.5米，其他尺寸仍在最终确定中。它将使用碳纤维和环氧树脂制成，考虑三种选择以满足抗渗透性要求：

• 标准环氧树脂

• 具有改进阻隔性能的非标准树脂

• 热塑性衬里——在这种情况下，储罐将为4型。

   

选择将取决于初步技术样品测试的结果。波尔说，每个腔体都有自己的缠绕芯模，因此储罐会有多个壁。然后，这些将与外层过度缠绕，形成一个完整的结构。固化后将移出芯模。在第一步之后，将添加端盖，然后进行轴向纤维的最终缠绕和放置，然后进行最终固化。

一旦完成，演示罐将接受水压力测试，目标爆裂压力为800巴，CGH2渗透测试，工作压力为350巴，以及弯曲和扭转测试。波尔认为，该项目应在2026年至2028年的延续阶段取得成功，目标是将压力容器集成到实际飞机的机翼根部。

特别关注

本文的制造工艺，空客已经成功用于“新A320”的扰流板、襟翼、副翼。它的核心是“芯模”，“芯模”在制造过程中随产品固化后，可以移出。“芯模”的材料可以用金属。异型腔室得用“形状记忆”材料。

原文见，《Composite integral fuel tank for hydrogen storage in aircraft developed via Czech Republic project 》  2024.8.12

杨超凡     2024.8.13