FRAMES: 풀스케일 열가소성 복합소재 항공기 후방 동체 실증기 선도

FRAMES: 복잡한 형상을 위한 열가소성 제조 솔루션에 초점을 맞춘 새로운 연구 프로젝트. ESTIA-컴포지타두르(ESTIA-Compositadour, 프랑스 바욘)가 주도한 유럽 기업 컨소시엄이 힘을 합쳐 풀스케일 열가소성 항공기 후방 동체 실증기를 위한 첨단 지식과 제조 솔루션을 개발합니다.

차세대 대형 여객기 동체는 열가소성 복합소재(TPC)의 이점들 – 향상된 강인성, 재활용성, 더 빠른 생산 사이클 – 을 활용해 미래 항공 분야 과제들을 해결할 수 있을 것입니다.

이 소재들이 더 가벼운 항공기와 연료 소비 감소에 기여하기 때문에 항공우주에서 점점 더 받아들여지고 있습니다. 그러나 여전히 극복해야 할 과제들이 있습니다. 연속 섬유 강화 TPC로 된 항공기 후방 섹션을 구성하는 복잡한 형상 구조물의 제조는 여전히 상당한 도전을 제기합니다: 높은 가공 온도, 원자재 비용, 복잡한 온도 제어 툴링, 변화하는 단면.

최적의 후방 동체와 엠페나지(empennage)를 위한 컨셉과 이네이블링 기술 개발에 초점을 맞춘 클린 스카이 2(Clean Sky 2) 이니셔티브를 지원하기 위해, ESTIA-컴포지타두르는 헤레우스 노블라이트(Heraeus Noblelight Ltd., 영국), 젤리스(Xelis, 독일 마르크도르프), 세로(Cero, 프랑스 샬랑)와 함께 2.5년 응용 연구 프로젝트 FRAMES: 강화 열가소성 제조(강화된, 복잡한, 이중 곡면 구조물)를 시작했습니다.

FRAMES의 주요 목표는 중요한 설계 특징들을 가진 일체형 열가소성 후방 동체에 대한 제조 접근법을 검증하고 평가하는 것입니다. FRAMES 내에서 개발될 핵심 기술들은 독일 항공우주 센터(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR)가 제조할 중규모 첨단 후방 동체(ARE) 실증기에 사용될 것이며, 이는 대형 여객기(LPA)를 위한 클린 스카이 2 기술 플랫폼의 일부입니다.

힘과 지식을 결합함으로써, 이 컨소시엄은 자동화된 섬유 배치용 지능형 가열 시스템, 강성재(stiffeners)용 효율적 생산 공정, 첨단 가열 툴링에 대한 신뢰할 수 있고 경쟁력 있는 산업 솔루션을 제공할 것입니다. 세 가지 작업 패키지가 이 핵심 기술들을 지원합니다:

• 헤레우스 노블라이트는 AFP용 제논 가열 장치(예: humm3)와 결합된 광학-열 시뮬레이션 모델 개발을 주도해 빠른 스킨 적층을 가능하게 합니다.
• 젤리스는 검증된 고속 능력을 가진 복잡한 열가소성 강성재 제조를 위한 견고한 제조 공정을 개발할 것입니다.
• 세로는 스킨과 강성재의 원샷 코-콘솔리데이션을 가능하게 하는 자가 가열 툴링 솔루션 제공을 담당할 것입니다.

ESTIA-컴포지타두르는 FRAMES 프로젝트를 주도하고, 섬유 배치 시험을 수행하며, ARE 실증기 제조 및 납품 시 DLR을 지원할 것입니다.

FRAMES는 2020년 7월 말에 시작되었으며 정기적으로 진행 상황을 업데이트할 예정입니다. 자세한 정보는 기욤 푸라주(Guillaume Fourage, g.fourage@estia.fr)에게 문의하세요.