AFRL은 미래의 저비용 엔진 흡입 덕트를 위해 편조, SMP 도구 및 VARTM을 평가합니다.

미 공군 2030 과학 및 기술 전략의 일부에는 미래 교전을 지원하기 위한 저비용 무인 항공 시스템의 대량 배치가 포함됩니다. 이 비전을 실현하려면 기존 프로세스를 사용하여 현재 사용할 수 있는 것보다 저렴한 비용으로 고품질 항공우주 부품의 신속한 제조를 지원할 수 있는 새로운 제조 전략을 식별해야 합니다.

공군 연구소(미국 오하이오주 데이턴 소재 AFRL) 제조 및 산업 기술 부서와 오하이오 소재 Cornerstone Research Group(Dayton), A&P Technology(Cincinnati) 및 Spintech LLC(Xenia)의 미국 계약자 팀이 연구를 수행했습니다. 11피트 ​​길이의 S자형 합성 엔진 흡입구 덕트 제작을 위해 기존 프리프레그 핸드 레이업을 건조 섬유 편조 프리폼 및 VARTM(진공 보조 수지 이송 성형)으로 교체할 때의 이점을 정량화합니다.

항공기 엔진 흡입 덕트는 엔진 압축기가 실속하는 것을 방지하기 위해 일정한 공기 공급을 제공합니다. 입구는 가능한 한 적은 저항을 생성해야 합니다. 공기 흐름 공급의 가장 작은 간격은 주요 엔진 문제와 상당한 효율성 손실을 유발할 수 있습니다. 흡입 덕트가 최소한의 난류로 충분한 공기를 제공하려면 깨끗하고 흠이 없어야 합니다.

S자형 입구 덕트에 대한 새로운 제조 접근 방식은 다중 조각 강철 맨드릴에서 수동 레이업 프리프레그를 대체한 다음, 대신 건조 섬유를 적용하는 자동화된 오버브레이드 프로세스로 오토클레이브 경화를 수행합니다. 매우 무거운 다중 부품 강철 맨드릴은 경량의 단일 부품 형상 기억 폴리머(SMP) 맨드릴로 대체됩니다. 건식 편조 탄소 섬유는 저가형 에폭시 수지 및 오븐 경화와 함께 VARTM을 사용하여 복합 구조로 가공됩니다.

팀은 오버브레이드 아키텍처에 대한 분석과 프리폼 오버브레이드 프로세스 동안 도구 역할을 하는 SMP 성형 도구 및 SMP 맨드릴 제작을 완료했습니다. S자형 유입 덕트의 복잡한 형상 때문에 오버브레이드 기계 설정을 최적화하고 복합 재료 주름을 최소화하기 위해 여러 번 반복해야 했습니다. 총 4개의 흡입 덕트가 제작되고 기존 부품 비용과 생산 시간이 새로운 설계와 비교됩니다.

Low Cost Attritable Aircraft의 제조 책임자인 Craig Neslen은 "재사용 가능한 형상 기억 폴리머 맨드릴을 자동화된 오버브레이드 공정 및 오븐 기반 VARTM 복합 경화와 함께 도입하면 상당한 비용 및 사이클 시간 감소로 이어질 것이라고 믿습니다."라고 말했습니다. AFRL 제조 및 산업 기술 부서의 기술 이니셔티브. "제조 이점을 정량화하고 구조적 무결성을 검증하는 것은 긍정적인 비즈니스 사례를 확립하고 설계자와 제조업체에게 새로운 재료와 공정이 미래의 저비용 엔진 흡입 덕트 설계에 통합되어야 한다는 확신을 주는 데 매우 중요합니다."

최종 흡입 덕트는 AFRL의 Aerospace Systems Directorate 내의 보완적인 기체 설계 및 제조 프로그램에 추가 통합을 위해 미 공군에 인도될 것입니다. Aerospace Vehicles Division은 통합된 동체 및 흡입 덕트 구조의 정적 지상 테스트를 수행합니다.

"설계 기준과 사용된 제조 재료 및 공정에 대한 마모 허용 오차의 모든 의미를 아직 정의하지 않았지만 전체 규모 기체 지상 테스트를 통해 평가할 강도 및 강성에 대한 임계값 요구 사항이 있는 기준선이 있습니다. "라고 Aerospace Vehicles Division의 항공우주 엔지니어인 Ray Fisher는 말했습니다.

AFRL은 미 공군의 주요 과학 연구 및 개발 센터입니다. 그것은 우리의 항공, 우주 및 사이버 우주군을 위한 저렴한 전투 기술의 발견, 개발 및 통합을 주도하는 데 필수적인 역할을 합니다. AFRL은 전 세계적으로 9개 기술 분야와 40개 기타 사업에 걸쳐 11,000명 이상의 인력을 보유하고 있으며 기초 연구부터 고급 연구 및 기술 개발에 이르기까지 다양한 과학 및 기술 포트폴리오를 제공합니다. 자세한 내용은 www.afresearchlab.com을 참조하십시오.