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【據復合材料世界網站2019年7月報道】制造過程中的結構重量和成本的降低以及飛機機身結構的健康監(jiān)測能力是歐洲支線飛機產業(yè)競爭力的關鍵指標。目前，“潔凈天空”(Clean Sky)計劃中的復合材料機身項目正推動歐洲航空工業(yè)邁向產業(yè)和技術的前沿。
“潔凈天空”的復合材料機身項目是“支線飛機創(chuàng)新飛機驗證平臺”(IADP)的一部分，旨在開發(fā)適用于先進支線飛機機身的技術，并將其集成和驗證，達到全尺寸演示驗證件級別。這種演示驗證部件——實際上有兩個，一個用于結構驗證，一個用于機艙內飾驗證——正在萊昂納多(意大利羅馬)公司以全尺寸機身桶裝段形式進行生產，這些機身桶裝段結構主要是前機身分段，也就是駕駛艙之后的部分。
復合材料機身項目主要開發(fā)創(chuàng)新的低成本和輕質復合材料，先進的制造和裝配工藝以及結構健康監(jiān)測能力。
“潔凈航空”的項目經理Ruud Den Boer表示，飛機的經濟可承受性是支線航空公司看重的一個關鍵參數，在復合材料機身項目中，從技術角度來看，歐洲目前正采取一種新方法，專注于材料的研發(fā)以及研究如何將所有機身設計元素與新的艙門、窗戶、機身框架和客艙系統(tǒng)集成。此外，生產的自動化程度也是實現這些要求非常重要的指標，這在自動纖維放置和零部件的集成等過程中體現的非常明顯。
飛機的可維護性也是另一個重要因素，因此新的復合材料機身項目需要集成健康監(jiān)測系統(tǒng)——該系統(tǒng)與公路車輛中可使用的類似——也是該項目的一個重要考慮因素。目前在該項目中，正在使用非常小的傳感器，這些傳感器集成到復合材料中，可以監(jiān)測機身結構的健康狀況，這將有助于預測需要維護時機。機身中的嵌入式傳感器還將檢測到結構是否存在撞擊，例如鳥撞或與著陸時地面濺起的碎片對機身結構的影響。所有這些內容都將使得最終生產的飛機在使用過程中維護成本顯著降低。但就目前而言，是否能夠經濟地生產制造這一復合材料機身結構需要仰仗技術的發(fā)展。
在2018年第一季度，機身結構演示驗證件的初步設計方案通過審查，從而完成了初步設計階段。該項目目前正處于詳細設計階段，該階段將計劃于2019年結束，在此之后，機身部件的設計模型將固化，以便正式開始制造。
負責萊昂納多公司工程/結構分析和方法Vittorio Ascione表示，萊昂納德公司將測試兩個全尺寸機身驗證件：其一是結構驗證件，將進行疲勞和靜態(tài)力學性能測試；其二是乘客座艙驗證件，將評估振動聲學、舒適性、熱環(huán)境測試和機載系統(tǒng)集成。
目前，基于積木式方法驗證，已經針對樣件、零件和子組件進行了全面測試。即使通過測試得到的結果已經在設計階段中應用于復合材料組件中，也可通過全面演示驗證獲得進一步的結果。
結構驗證部件中設定的結構重量及成本顯著降低的總目標將有助于減少二氧化碳排放，這主要歸功于更輕質的結構、更加自動化和與生態(tài)兼容的制造和裝配流程。
至于社會和環(huán)境效益，Ascione表示，結構驗證件中設立的結構重量及成本顯著降低的總目標，將有助于減少二氧化碳排放，這主要歸功于更輕質的結構、更加自動化和與生態(tài)兼容的制造和裝配流程。而客艙驗證件的舒適性和幸福感的提高將有助于改善先進支線飛機乘客的飛行體驗。
到該項目結束時，結構性能表現——內部降噪、乘客舒適度和結構健康程度——計劃通過全面測試進行評估，這些測試將在萊昂納多公司飛機設計部門和弗勞恩霍夫研究所完成。
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