柔性印刷电路和集成天线和传感器的航空结构先进概念（ACASIAS- Advanced Conceptsfor Aero‑Structures with Integrated Antennas and Sensors）联盟。

无限长度的柔性印刷电路

今年早些时候，Trackwise（英国格洛斯特郡）运送了一条26米长的多层柔性印刷电路板（FPC-flexible printed circuit ），据信是有史以来生产时间最长的，用于在太阳能无人机（UAV-unmanned aerial vehicle ）的机翼上分配电力和控制信号。事实上，Trackwise为这架无人机提供了50多个FPC，与使用传统线束为飞机供电和控制相比，重量减轻了60%。

这种重量减轻使美国制造的无人机能够实现更高的有效载荷和/或更高的速度和航程。Trackwise使用改进的线束技术（IHT-Improved Harness Technology ）制造FPC，这是一种获得专利的卷到卷（reel-to-reel ）制造技术。IHT克服了传统的制造限制，这些限制使大多数FPC的长度保持在两米以下，并使Trackwise能够生产无限长度的FPC。

Trackwise制造的5米长、6层柔性PCB。

Trackwise为26米翼展无人机交付的FPC基于聚酰亚胺基板。它们的平面结构比传统布线散热更好，在给定重量的铜导体下具有更高的载流能力。其他好处包括：

• 印刷制造确保电路的一致性
• 需要更少的连接点，从而提高了可靠性
• FPC比线束更容易安装，减少了无人机的组装时间和成本。

Trackwise首席执行官菲利普·约翰斯顿（Philip Johnston）表示，这些长而轻的柔性多层印刷电路板（柔性PCB）正在出现许多新的航空航天和汽车应用。这两个行业都在推动电气化，同时需要更多的传感器和控制。

复合材料中的FPC？

想知道Trackwise是否将这种FPC嵌入复合材料中，我开始与Trackwise销售和营销总监尼尔·巴特莱特（Neil Bartlett）进行讨论。他承认：“对于我们3月份新闻稿中强调的无人机应用，柔性PCB没有嵌入复合材料中。”。“然而，它们的平面性质使其完全适合嵌入复合材料中并实现多功能结构。我们正在就将柔性（包括电源和信号变体）纳入航空航天、国防和建筑等广泛的可能应用进行初步讨论。Trackwise也是集成天线和传感器的航空结构先进概念（ACASIAS）的成员，该联盟由11个合作伙伴组成，正在开发将天线集成到复合材料和飞机结构中的创新技术。”(http://www.acasias-project.eu/)

带有集成刀片VHF（甚高频）天线的智能翼梢小翼。

加强正交网格机身面板，用于集成Ku波段卫星通信天线阵列。

主动结构声学控制系统，可降低CROR机舱噪音，对重量的影响最小。来源|http://www.acasias-project.eu/files/Acasias_poster_v2.pdf

巴特莱特说，使用IHT和复合材料制成的柔性PCB在市场上具有很强的协同作用，将它们组合/嵌入的优势令人信服，包括：

• 减轻重量（省去固定装置）
• 复合材料提供的坚固性/保护性提高=可靠性提高/维护减少
• 减小空间包络=提高有效载荷能力/结构效率
• 改进的安装=更少的劳动力接触点（提高的可靠性），更少的时间和成本。

这款嵌入玻璃纤维复合材料中的演示柔性天线由Trackwise与Rockwood Composites合作制造，并在2019年JEC World上展出。

向前迈进

IHT的收入增长了217%，客户和发展机会从2018年初的7个增加到2019年3月的45个。Trackwise还安装了两条新的生产线。

ACASIAS的几个项目将在2019年欧洲多功能结构会议（EMuS，6月11日至12日，西班牙巴塞罗那）上展示，该会议由ACASIAS协调员荷兰航空航天中心（NLR，Marknesse）的哈曼·希珀斯（Harmen Schippers ）博士共同主持。亮点包括：

• 空中客车防务与航天公司已经探索在客机的机翼到机身整流罩中嵌入一个在Ka波段工作的电子可操纵卫星通信天线。该项目部分由Clean Sky 2资助，包括合作伙伴GILAT、RAYSAT和FBM复合材料有限公司。
• NLR正在探索一种正交网格结构，将方形天线元件集成到复合机身中，使用无线电透明玻璃纤维蒙皮和碳纤维复合肋。
• 德国航空航天中心（DLR）和中国中航工业北京航空材料研究所（BIAM）研究了使用再生碳纤维来提高生物复合材料的机械强度和多功能方面，通过ECO-COMPASS项目研究了用于电磁干扰（EMI-electromagnetic interference ）屏蔽和雷击保护（LSP-lightning strike protection ）的导电复合材料。

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原文见，《Advancing multifunctional composite wings and fuselage structures》2019.6.13

杨超凡 2024.9.10