【无人机】复合材料战斗无人机进气管道证明了新颖的制造方法

 30英尺长的编织弗兰肯斯坦演示器由NIAR,A&P和Fiber Dynamics设计,旨在探索复杂复合材料结构的更灵活制造。

威奇托州立大学 (WSU) 国家航空研究所 (NIAR) 最近与 A&P Technology(美国俄亥俄州辛辛那提)和 Fiber Dynamics(美国堪萨斯州威奇托)合作,使用一种新型编织技术为战斗机建造复合进气管道。

NIAR航空航天系统先进技术实验室(ATLAS)的研究人员将进气管道设计为名为Frankenstein(FS-19)的制造演示器的一部分,这是一种30英尺的无人战斗机。该项目是空军研究实验室(AFRL,美国俄亥俄州赖特-帕特森空军基地)的一部分经济实惠的可持续复合材料制造 (MASC) 计划是低成本、高速率生产价值的概念验证。

ATLAS总监Waruna Seneviratne表示:“该制造演示器旨在根据制造数据生成成本模型,其中包括各种材料以及制造和装配方法,使制造商能够根据体积、成本、重量和任务要求,将这些信息用于复合材料结构的按需柔性制造和组装。

进气管道的复杂曲率需要一种新颖的制造方法。由于曲率半径,使用自动胶带铺设 (ATL) 的丝束放置受到限制,手工放置预浸料会导致过度切割和拼接。包覆编织技术由A&P Technology开发,并被AFRL确定为飞机零件高速生产的关键工艺。该技术能够每班生产多个管道预制件。

演示器进水管道长约8英寸,周长范围为56.5-96.6英寸。Fiber Dynamics使用其Thermocore丢失芯工具系统创建了一个熔化芯轴。A&P Technology 使用该系统以 0.10 英寸厚的恒定厚度对五层三轴编织层进行编织,导致沿零件长度的角度变化范围为 55-74°。在编织过程中没有产生切割或拼接,对纤维角度的精确控制提供了始终如一的高零件间可重复性。

A&P Technology和Fiber Dynamics正在通过MASC研究计划开发一条获得编织结构认证的途径。NIAR和A&P此前曾合作为 Raytheon Premier I Part 23 公务机控制面的树脂传递模塑 (RTM) 生成FAA批准的2×2双轴编织层设计允许值。通过为更自动化的铺层过程(如编织)创建认证方法,MASC继续致力于创造负担得起且可持续的制造方法。

拟议的认证途径包括建立一种单点认证方法,该方法通过层压板分析预测角度变化来完全限定标称角度,类似于高级纤维放置 (AFP) 技术和扁平织物的层压板理论旋转。一旦合格,预测将通过对不同角度的预测属性进行简化的桥梁测试来验证。