千年一遇的全球大災(zāi)難——新型冠狀病毒大流行，以前所未有的災(zāi)難性方式打擊了商業(yè)航空旅行。影響從航空公司本身開始，并向下延伸到主要的飛機制造商和航空供應(yīng)鏈的整個層次結(jié)構(gòu)。
空客A350前機身部分組裝
圖片來源：空中客車公司
2019年底，COVID-19導(dǎo)致的新型冠狀病毒爆發(fā)。到目前為止，為了防止病毒的傳播，一些國家禁止航空旅行，而許多人則完全停止乘飛機旅行。
Teal 集團航空運輸市場各部門展望。
圖片來源：Teal Group
其結(jié)果是對全球商業(yè)航空旅行市場的毀滅性打擊。起初，全球航空客運下降了約90%，數(shù)千架飛機停飛。最終，一些人更習(xí)慣乘坐飛機所以選擇回到了空中，導(dǎo)致市場小幅復(fù)蘇。航空行業(yè)分析機構(gòu)蒂爾集團（Teal Group）的數(shù)據(jù)顯示，到2020年10月底，全球航空客運量較2019年下降了約63%。結(jié)果，世界各地的航空公司停飛飛機，員工休假，取消或推遲新飛機訂單。一些較小的航空公司已經(jīng)破產(chǎn)。
空客和波音
對此，空客（法國圖盧茲）和美國波音公司（U.S.）都降低了各自生產(chǎn)的所有飛機的生產(chǎn)率。由于737 MAX的兩次墜毀，波音公司在2019年停止了該機型的生產(chǎn)，實際上在2020年5月重新開始了737的生產(chǎn)（以非常低的速度），預(yù)計這架飛機將重新獲得飛行資格。該公司表示，希望到2022年將這一數(shù)字增加到31個。777/777X減少到每月5架，767減少到每月6架，復(fù)合密集的787減少到每月10架（到2021年可能會減少到6架）。
空中客車公司將A320的產(chǎn)量從2019年的平均每月53輛減少到40輛。A330和復(fù)合材料密集型A350的產(chǎn)量分別減少到每月2輛和6輛。此外，波音公司于2020年10月初宣布，它將在2021年關(guān)閉美國華盛頓州西雅圖市的所有787裝配廠，并將其合并到公司在美國南卡羅來納州北查爾斯頓的工廠中。波音和空中客車公司的一些員工已經(jīng)休假或解雇。
假設(shè)一個COVID-19疫苗開發(fā)和中期全球部署至2021年下旬，而且很有可能是因為全球商業(yè)航空旅行將返回到它的一些大流行前正常水平，但何時以及如何復(fù)蘇時能只被推測。中國首先受到了冠狀病毒的襲擊，并采取了最嚴格的緩解病毒措施，如今中國的航空旅行開始恢復(fù)。根據(jù)Gardner Intelligence的數(shù)據(jù)，截至2020年10月，中國的航空旅客旅行量與2019年同期相比下降了25％。
對于世界其他地區(qū)，前景尚不確定。大多數(shù)分析師預(yù)測，服務(wù)于國內(nèi)和地區(qū)航線的單通道飛機（737，A220，A320）將首先恢復(fù)服務(wù)，并可能在2024年之前幫助該類型飛機的生產(chǎn)和交付恢復(fù)到2019年的水平。大型雙通道飛機的恢復(fù)速度可能會更慢。蒂爾集團（Teal Group）預(yù)測，直到2030年之后，這些飛機787、777X，A350，A330的生產(chǎn)和交付才可能恢復(fù)到2019年的水平。
停放的飛機
照片來源：蓋蒂圖片社
如果這種情況成立，那么空中客車公司和波音公司將處于明顯不同的競爭地位?？罩锌蛙嚬镜娘w機產(chǎn)品組合為它提供了滿足任何航空公司需求的產(chǎn)品選擇，從較小的單通道150座A220到長途雙通道400座A350-1000。介于兩者之間的是空中客車公司最賺錢和最成功的飛機，即單通道A320，現(xiàn)在包括A321XLR，這是一種遠程（4700海里）單通道飛機，最多可容納244名乘客。A321XLR，在2019年巴黎航展上推出，預(yù)計會在2023年開始服役，不過這可能會根據(jù)冠狀病毒大流行的發(fā)生方式而有所變化。無論如何，隨著客運量的恢復(fù)，空中客車似乎可以很好地滿足客戶的需求?？罩锌蛙嚬臼紫瘓?zhí)行官Guillaume Faury在公開聲明中表示，有興趣確保飛機恢復(fù)生產(chǎn)后，空中客車公司及其供應(yīng)鏈保持穩(wěn)定和完整。為此，空中客車公司不愿對飛機的生產(chǎn)率進行顛覆性的改變，尤其是在2021年開始復(fù)蘇。英國《金融時報》于2020年10月22日報道，空中客車公司希望A320系列飛機的產(chǎn)量增加18％的的2021年下半年“我們已經(jīng)要求供應(yīng)鏈上的保護多達47速度為市場復(fù)蘇時有所準備，”空客在說FT報告。“這項決定旨在使我們的供應(yīng)鏈更具可見性。”
相反，波音在四個方面處于劣勢。首先，由于飛機的自動飛行控制系統(tǒng)造成兩次致命墜機，波音公司對A320的模擬飛機737 MAX于2019年停飛。波音公司在2019年全年和2020年的大部分時間里都在糾正飛行控制系統(tǒng)，對其進行測試，培訓(xùn)飛行員使用該系統(tǒng)并獲得美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）和歐盟航空安全局（EASA）的重新認證。同時，流感大流行，導(dǎo)致許多737 MAX客戶延遲或取消訂單。
波音公司的第二個挑戰(zhàn)在于它沒有與空客A321XLR競爭的飛機。大流行之前，波音公司在圖紙上擁有一架名為NMA（新中型飛機）的新飛機，這是一架雙通道，200~270座，4000~5000海里的飛機，可安裝在737 MAX 10和波音737之間。公司陣容中的787-8。假定這種飛機將大量使用復(fù)合材料。然而，最終，波音無法說服市場需要NMA，此外，該公司已將其大量資源投入到讓737 MAX重新生產(chǎn)中。
波音的第三個挑戰(zhàn)是777X，它是非常成功的777的繼任者。777X是雙通道，可容納426名乘客，航程為7285海里當(dāng)它在2013年宣布時是有道理的，但在一個以大流行為主導(dǎo)的世界中，幾乎沒有國際旅行，它的未來值得懷疑。777X原本應(yīng)該在2021年獲得認證，但是發(fā)動機問題和大流行將其推遲到2022年。從復(fù)合材料的角度來看，777X值得注意，因為它具有航空航天業(yè)最大的碳纖維復(fù)合材料機翼，跨度達71.8米。機翼由波音公司在其位于華盛頓州埃弗里特的復(fù)合機翼中心制造，并在大型ASC工藝系統(tǒng)（美國加利福尼亞州巴倫西亞）的高壓釜中進行了固化，該高壓釜的直徑為8.5米，長為37米。波音顯然希望并需要讓737 MAX重新投入使用，以便它可以開始產(chǎn)生現(xiàn)金。所有其他程序似乎都是次要的。
最后，相對于空客而言，波音面臨的第四個挑戰(zhàn)是缺少類似于A220的較小的單通道飛機。波音公司在2018年7月宣布了與巴西飛機制造商巴西航空工業(yè)公司（圣保羅）建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的計劃，該公司將生產(chǎn)70~100座位范圍的較小型單通道飛機以與A220競爭。該伙伴關(guān)系要求波音公司投資42億美元，購買巴西航空工業(yè)公司80％的商業(yè)航空業(yè)務(wù)。然而，在2020年4月，波音解散了該協(xié)議，聲稱巴西航空工業(yè)公司未履行某些義務(wù)。巴西航空工業(yè)公司不同意波音的說法，聲稱波音根本不想在大流行中花費42億美元。無論如何，波音公司都失去了開發(fā)其產(chǎn)品所缺乏的飛機類型的機會。
高速率，高質(zhì)量
高速率，高質(zhì)量
大流行之前，航空復(fù)合材料供應(yīng)鏈一直在加緊準備自己的組織，以組織一個或兩個新的飛機計劃—人們普遍認為這是A320和737的單通道替代品，服役日期約為2030年。會以每月60~100的速度制造，當(dāng)然會消耗大量的復(fù)合材料。
新型單通道飛機復(fù)合材料的使用范圍尚待商榷，但幾乎可以肯定的是，機翼、機翼的機匣和機尾結(jié)構(gòu)以及機身也可能如此。以每天至少兩個船隊的速度制造如此大的航空結(jié)構(gòu)，將需要遷移到超高壓滅菌（OOA）的材料和工藝，包括樹脂傳遞模塑（RTM）、液態(tài)樹脂灌注、壓縮模塑和熱塑性復(fù)合材料。確實，從樹脂和纖維生產(chǎn)商到一級結(jié)構(gòu)制造商的整個復(fù)合材料供應(yīng)鏈，都已經(jīng)在材料和工藝（M＆P）方面進行了大量投資，以滿足這一預(yù)期需求。
然而，冠狀病毒大流行不僅減慢了現(xiàn)有飛機的生產(chǎn)速度，而且將新飛機的開發(fā)推遲了數(shù)年，使供應(yīng)鏈已經(jīng)實施的一些M＆P混亂了。話雖如此，盡管對高速率，大批量復(fù)合材料制造的需求可能不那么緊迫，但這也同樣重要，特別是考慮到新材料和新工藝的合格交期很長。有鑒于此，到2020年，有多個研發(fā)計劃追求高速率，高質(zhì)量，OOA航空復(fù)合材料制造解決方案。
Clean Sky 2 MFFD
大部分研發(fā)活動都在歐洲進行，那里的公共資金使人們對正在開發(fā)的技術(shù)有了更大的了解。歐洲最受關(guān)注的程序是Clean Sky 2，其中最引人注目的子程序之一是多功能機身演示器
（MFFD）。正如CW的報告中詳細介紹的那樣，“多功能機身演示器的發(fā)展”，該項目的主要交付成果是由空客與學(xué)術(shù)界和航空業(yè)的合作伙伴共同領(lǐng)導(dǎo)的，是一款長8米的熱塑性復(fù)合材料，單通道商用飛機機身機筒演示器，將于2022年生產(chǎn)。MFFD是Clean Sky 2的大型客機（LPA）創(chuàng)新飛機演示平臺（IADP）內(nèi)生產(chǎn)的三個全尺寸機身部分之一。MFFD項目始于2014年，其目標包括：實現(xiàn)每月60~100架飛機的生產(chǎn)率；減輕機身重量1000公斤；將經(jīng)常性費用降低20％。為了實現(xiàn)這些目標，數(shù)十個單獨的項目和工作包正在完成，并且生產(chǎn)出兩個主要結(jié)構(gòu)：上部機身殼和下部機身殼，將它們焊接在一起以形成最終的演示器。
（MFFD）。正如CW的報告中詳細介紹的那樣，“多功能機身演示器的發(fā)展”，該項目的主要交付成果是由空客與學(xué)術(shù)界和航空業(yè)的合作伙伴共同領(lǐng)導(dǎo)的，是一款長8米的熱塑性復(fù)合材料，單通道商用飛機機身機筒演示器，將于2022年生產(chǎn)。MFFD是Clean Sky 2的大型客機（LPA）創(chuàng)新飛機演示平臺（IADP）內(nèi)生產(chǎn)的三個全尺寸機身部分之一。MFFD項目始于2014年，其目標包括：實現(xiàn)每月60~100架飛機的生產(chǎn)率；減輕機身重量1000公斤；將經(jīng)常性費用降低20％。為了實現(xiàn)這些目標，數(shù)十個單獨的項目和工作包正在完成，并且生產(chǎn)出兩個主要結(jié)構(gòu)：上部機身殼和下部機身殼，將它們焊接在一起以形成最終的演示器。
MFFD的下部機身部分是通過STUNNING項目生產(chǎn)的（智能多功能和一體式熱塑性機身），將包括下部機身殼體，焊接縱梁和框架，機艙和貨物地板結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的內(nèi)部和系統(tǒng)元素。令人驚嘆的是由GKN Fokker（荷蘭Papendrecht）與主要合作伙伴Diehl Aviation（德國勞普海姆），（荷蘭阿姆斯特丹NLR）和代爾夫特理工大學(xué)（荷蘭代爾夫特TU Delft ）領(lǐng)導(dǎo)。該項目旨在進一步完善自動化裝配過程，熱塑性塑料制造和焊接技術(shù)，集成設(shè)計和制造開發(fā)以及先進的電氣系統(tǒng)架構(gòu)。
生產(chǎn)8米長上殼的財團包括空中客車公司；Premium Aerotec（德國奧格斯堡），是工業(yè)和結(jié)構(gòu)設(shè)計的負責(zé)人；DLR，負責(zé)皮膚鋪層和焊接技術(shù)的開發(fā)；和Aernnova（西班牙Vitoria-Gasteiz）生產(chǎn)縱梁。該財團正在開發(fā)新型先進的纖維鋪放（AFP）技術(shù)，特別是對碳纖維/ PAEK皮膚鋪層進行原位固結(jié)，以及連續(xù)超聲焊接和電阻焊的工業(yè)化，以整合縱梁，框架和其他組件，提高安全性并降低成本。DLR首先建造了一個1米長的預(yù)演示器測試殼，以在建造完整規(guī)模的演示器之前驗證技術(shù)，并計劃在2020年底之前為預(yù)演示器殼制作外殼?？v梁計劃于2021年初交付。兩半部的完整版本有望在2021年底完成。一旦完成，它們將被焊接到最終的演示器上。弗勞恩霍夫制造技術(shù)與先進材料研究所IFAM（德國施塔德）。
明日之翼
由空中客車公司牽頭的另一個備受矚目的項目是“明天之翼”（WOT），該項目旨在評估OOA加工機翼結(jié)構(gòu)（包括機翼蒙皮/縱梁，翼梁和肋骨）的成本和可行性。參與的公司和組織包括Spirit AeroSystems（英國Prestwick），GKN Aerospace（英國Redditch），Northrop Grumman（美國猶他州Clearfield）和國家復(fù)合材料中心（NCC，英國布里斯托爾）。
正如CW在“更新：下部機翼蒙皮，明日之翼”中所詳細描述的，Spirit AeroSystems正在開發(fā)液態(tài)樹脂灌注工藝，以制造用于WOT的下部機翼蒙皮，并在2020年闡明了其取得的進展。2020年之前，Spirit已經(jīng)制造了7米的機翼蒙皮演示器，然后在2020年夏季交付了17米的全尺寸工具，以便該公司可以制造用于測試和評估的結(jié)構(gòu)。
17米的演示器將代表下機翼蒙皮的近似形狀和大小，從概念上講，這將是一架新的單通道商用飛機，替代A320。皮膚的最大弦長為3.3米，尖端為1.1米寬。蒙皮層壓板的厚度在尖端附近為5毫米，在與主要起落架配件的蒙皮界面處為30毫米。機翼蒙皮將使用由Spirit AeroSystems開發(fā)的一套稱為智能樹脂輸注系統(tǒng)（IRIS）的技術(shù)進行生產(chǎn)，該技術(shù)包括專用工具，自動材料沉積，集成的桁條成型和嚴密控制的工藝溫度。該系統(tǒng)的核心是位于模具表面附近的嵌入式工具加熱技術(shù)，該技術(shù)使用位于模具表面附近的低壓電阻加熱來提供快速而精確的溫度控制。通過控制和調(diào)節(jié)功率輸入來達到加熱水平。碳纖維工具包括一個IML加熱蓋以及一個半柔性，可重復(fù)使用的真空袋。
機翼蒙皮的干增強材料由Teijin Carbon Europe GmbH（德國伍珀塔爾）提供，該供應(yīng)商來自該供應(yīng)商的中等模量，24k絲束碳纖維。纖維規(guī)格包括單向（UD）織物以及雙軸和三軸非卷曲織物（NCF）。還包括玻璃纖維貼片，用于鉆頭開裂并防止電偶腐蝕。桁架中可以找到相同的帝人NCF增強材料，該桁架將通過由自動化專家Broetje-Automation GmbH（Solvay Composite Materials）開發(fā)的定制連續(xù)桁架成型機制造（德國拉斯特德）。桁條成型機將能夠生產(chǎn)具有變化的厚度，曲率和葉片角度的桁條。選擇用于機翼蒙皮的樹脂系統(tǒng)是來自美國喬治亞州Alpharetta的單組分環(huán)氧樹脂系統(tǒng)。Brown指出，樹脂將通過“多個”注射點輸送到干增強材料中，這些注射點經(jīng)過精心選擇，以最大程度地提高注射速度和潤濕性。注射設(shè)備由Composite Integration Ltd.（英國薩爾塔什）提供。如前所述，該結(jié)構(gòu)將用半柔性，可重復(fù)使用的袋子進行真空包裝，并由巨大的加熱蓋覆蓋。
預(yù)計將使用專門的模具溫度控制技術(shù)，與單件式樹脂系統(tǒng)，流動介質(zhì)（來自美國加利福尼亞州亨廷頓比奇的Airtech International）和一塊襯板相結(jié)合，以加快樹脂的吸收和注入干燥劑的速度。纖維。此外，樹脂將首先注入皮膚，最后注入縱梁。該過程需要多長時間尚待觀察，但Spirit AeroSystems說在約4小時內(nèi)注入7米長的機翼皮膚；該公司預(yù)計17米長的皮膚將在相同的時間內(nèi)注入。
下一代擾流板
正如CW在“高速率，自動航空RTM生產(chǎn)線提供下一代擾流器”中報道的那樣，由空中客車和Spirit AeroSystems牽頭的另一項M＆P計劃更加直接適用，但也著眼于未來飛機的生產(chǎn)。開發(fā)用于制造A320擾流板的高度自動化的樹脂傳遞模塑生產(chǎn)線。自A320發(fā)射以來，復(fù)合材料擾流板（每個機翼上有五個）是手工制作的。空中客車公司希望提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，與Spirit合作，共同開發(fā)了Spirit現(xiàn)在在其Prestwick工廠生產(chǎn)的可替換擾流板。
每個擾流板長約1.8米，寬約0.7米。它的前端厚度約為50毫米，后緣的錐度約為5毫米。每個擾流板在其前緣的中間還具有一個200毫米 x 100毫米的金屬支架，機械執(zhí)行器附接到該金屬支架上，對于A320，則為桿端執(zhí)行器。在每個前緣的拐角處還有較小的金屬固定點。
Spirit RTM生產(chǎn)線包括在6臺Schmidt＆Heinzmann（德國布魯薩爾）切割臺上對Teijin和Hexcel（美國康涅狄格州斯坦福德）的碳纖維織物進行自動切割和安裝，并在Pinette Emidecau Industries（法國Chalon Sur Saone）的預(yù)成型坯上進行預(yù)成型，將預(yù)成型坯手動加載到RTM模具中，然后在Coexpair（比利時那慕爾）提供的7臺RTM壓力機之一上用RTM 6（Hexcel）環(huán)氧樹脂模制。每臺壓力機旁邊是樹脂泵系統(tǒng)，也由Coexpair提供。
以全速生產(chǎn)，這條生產(chǎn)線將以前所未有的速度和質(zhì)量和一致性生產(chǎn)擾流板，這在航空復(fù)合材料制造中是前所未有的。Spirit系列每月以65個船隊的速度生產(chǎn)，其中包括空中客車公司的新型A321XLR，每年將生產(chǎn)近6500個擾流板。以每月100個船隊的理論速度計算，這個數(shù)字躍升至10000。該公司表示，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，Spirit的A320擾流板在重量上不受影響，并且成本降低了30％。
航空航天中的氫氣
由燃燒氫驅(qū)動的商用飛機的發(fā)展前景在2020年突然變得緊迫，6月，法國170億美元的大流行救助計劃與Clean Sky 2發(fā)表的“氫動力航空”報告的目標掛鉤。法航也表示，到2024年，將國內(nèi)航班的CO2排放量減少一半。然后，在7月，空客首席執(zhí)行官Guillaume Faury在接受《航空周刊》的采訪時承諾，到2035年首架脫碳飛機EIS；他預(yù)計該計劃將于2027~2028年啟動，并在2025年之前使必要的技術(shù)成熟。
9月，空中客車公司宣布啟動其ZEROe計劃，該計劃包括三種飛機概念，每種概念均由氫驅(qū)動：
渦輪風(fēng)扇設(shè)計（120~200名乘客），航程為2000多海里，能夠跨洲運行，并通過燃燒后使用氫氣而非噴氣燃料的改良型燃氣渦輪發(fā)動機提供動力。液態(tài)氫將通過位于后壓力艙壁后面的儲罐進行存儲和分配。
渦輪螺旋槳飛機設(shè)計（最多可容納100名乘客）使用渦輪螺旋槳引擎代替渦輪風(fēng)扇，并且還通過改進的燃氣渦輪發(fā)動機中的氫燃燒來提供動力，該引擎能夠行駛超過1000海里，因此是短途航行的理想選擇牽引旅行。
“混合機翼主體”設(shè)計（最多200名乘客）的概念，其中機翼與飛機的主體合并，其射程與渦輪風(fēng)扇概念的射程相似。超寬的機身為氫氣的存儲和分配以及機艙布局提供了多種選擇。
然而，正如CW的Ginger Gardiner報道的那樣，氫作為燃料來源的生存能力（不論其行業(yè)如何）取決于年輕但發(fā)展迅速的各種運輸，運輸和存儲技術(shù)的迅速發(fā)展。這些技術(shù)的商業(yè)化并非易事，但正在解決它們。今年7月，ZeroAvia（美國加利福尼亞州霍利斯特）完成了對單引擎，六座管道飛機的測試飛行，該飛機經(jīng)過改裝以使用壓縮氫氣（H2）氣體，并公布了在美國進行的類似改裝雙渦輪螺旋槳飛機的飛行測試， 19個座位的Dornier 按照其路線圖執(zhí)行228，以認證20個座位的H2到2023年將提供500英里航程的飛機。然后，在2020年8月，環(huán)球氫能公司（美國加利福尼亞州洛杉磯）宣布為50個座位的飛機提供雙燃料箱模塊，并為區(qū)域航空公司/運營商加油物流和基礎(chǔ)設(shè)施到2024年實現(xiàn)商業(yè)化。
如果以氫氣為動力的商業(yè)航空旅行真正實現(xiàn)，那么它很可能首先在支線飛機中實現(xiàn)，就像上面提到的多尼爾飛機一樣。接下來將是單通道飛機，如A220和A320。最后一種具有氫氣功能的飛機將是A350等遠程寬體機體。
復(fù)合材料在儲氫系統(tǒng)中使用的最大挑戰(zhàn)之一是管理液態(tài)氫的低溫溫度要求，空中客車公司稱這是其對ZEROe計劃的偏愛。另一個挑戰(zhàn)將是在飛機飛行過程中，隨著飛機高度的升高和降低（從而升高和降低環(huán)境壓力），應(yīng)對氫壓力的潛在變化。無論如何，要在2035年之前實現(xiàn)氫動力飛行，就必須消除重大的技術(shù)障礙。
熱固性與熱塑性
復(fù)合材料通常會與金屬競爭，但在航空航天領(lǐng)域，復(fù)合材料也會與自身競爭。一個很好的例子是熱固性塑料，它在航空航天領(lǐng)域是合格的，而熱塑性塑料，盡管在工業(yè)上并不新鮮，但在大型初級航空結(jié)構(gòu)中的使用歷史不長。最近的一些研究試圖對兩種材料和相關(guān)工藝進行逐個比較。
正如CW的報告“復(fù)合材料的自動生產(chǎn)：液體成型還是焊接熱塑性塑料？”位于奧格斯堡的輕型生產(chǎn)技術(shù)中心（ZLP）的德國航空航天中心（DLR）結(jié)構(gòu)與設(shè)計研究所比較了雙通道空客A350的液態(tài)模制熱固性后壓艙壁（RPB）和熱塑性RPB的性能。單通道空客A320。這兩個項目均與這些結(jié)構(gòu)的一級供應(yīng)商Premium Aerotec Group（德國奧格斯堡的PAG）合作，并在評估周期時間和成本的同時展示了自動化。
工作的結(jié)果參差不齊，但很有希望。熱固性灌注工藝顯示出降低成本的巨大潛力，但將需要一定程度的自動化生產(chǎn)，以實現(xiàn)實施的前期費用。熱塑性復(fù)合材料的制造工藝使重量從41公斤減少到35公斤，工藝和組裝時間減少了75％，部件總成本減少了10％以上，但是該技術(shù)需要進一步成熟才能被考慮用于生產(chǎn)。
正如CW的報告“復(fù)合材料的自動生產(chǎn)：液體成型還是焊接熱塑性塑料？”位于奧格斯堡的輕型生產(chǎn)技術(shù)中心（ZLP）的德國航空航天中心（DLR）結(jié)構(gòu)與設(shè)計研究所比較了雙通道空客A350的液態(tài)模制熱固性后壓艙壁（RPB）和熱塑性RPB的性能。單通道空客A320。這兩個項目均與這些結(jié)構(gòu)的一級供應(yīng)商Premium Aerotec Group（德國奧格斯堡的PAG）合作，并在評估周期時間和成本的同時展示了自動化。
工作的結(jié)果參差不齊，但很有希望。熱固性灌注工藝顯示出降低成本的巨大潛力，但將需要一定程度的自動化生產(chǎn)，以實現(xiàn)實施的前期費用。熱塑性復(fù)合材料的制造工藝使重量從41公斤減少到35公斤，工藝和組裝時間減少了75％，部件總成本減少了10％以上，但是該技術(shù)需要進一步成熟才能被考慮用于生產(chǎn)。
城市空中交通（UAM）
城市空氣流動性（UAM）處于起步階段，但對航空復(fù)合材料行業(yè)而言可能極其重要，它正在迅速崛起，成為復(fù)合材料制造中自動化和工業(yè)化的驅(qū)動力。正如CW在“新興的城市空中交通市場的復(fù)合材料航空結(jié)構(gòu)”中報道的那樣，UAM飛機是小型的2~6人座旋翼飛機，或者是由電池驅(qū)動，能夠垂直起飛和降落，可以進行駕駛或自主駕駛，并設(shè)計用于攜帶的飛機旅客和/或貨物之間或城市間的空中出租車服務(wù)。
如今，有超過100家公司致力于開發(fā)用于空中出租車或貨物運輸服務(wù)的UAM飛機，但是只有少數(shù)公司獲得了足夠的資金來生產(chǎn)飛行原型或示威者。它們是：Beta Technologies（美國佛蒙特州南伯靈頓），EHang（中國廣州），Joby Aviation（美國加州圣克魯斯），Lilium（德國慕尼黑），Pipistrel（斯洛文尼亞Ajdovš?ina），Volocopter（德國Bruchsal）和Wisk（美國加利福尼亞州山景城）。所有這些供應(yīng)商都在其工藝中使用復(fù)合材料，但是鑒于每個供應(yīng)商仍處于原型制作階段，因此制造工藝主要是傳統(tǒng)的手工鋪網(wǎng)。但是，那將不得不改變。
可以預(yù)見的是，空中出租車服務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一是Uber，該公司創(chuàng)建了空中乘車共享服務(wù)Uber Elevate。Uber Elevate已與多個UAM制造合作伙伴簽約，后者將為該公司制造飛機。這些包括Aurora Flight Sciences、貝爾、巴西航空工業(yè)公司、現(xiàn)代、Jaunt航空、Joby航空、Overair和Pipistrel垂直解決方案。
Uber的車輛設(shè)計和結(jié)構(gòu)負責(zé)人Mischa Pollack在CAMX 2020演講中表示，該公司預(yù)計到2023年將在幾個城市對其服務(wù)進行初步認證，然后在2026年進行擴展，然后在2028年進行大規(guī)模推廣。到2035年，他說，Uber Elevate預(yù)計將在50多個市場提供空中乘車共享服務(wù)，每年需求10000架UAM飛機。他說：“這個數(shù)字仍接近商業(yè)航空制造速度，但我們?nèi)孕枰獜?fù)合材料制造才能發(fā)展。”
這樣的演變是什么樣的？Pollack的全速生產(chǎn)愿望清單基本上是復(fù)合材料行業(yè)多年來一直期望的工業(yè)化路線圖：每年高達4500公噸的高模量/高強度碳纖維，通過自動膠帶和纖維鋪放提高自動化程度，擴大使用壓縮和拉擠工藝，戰(zhàn)略性地使用纖維增強的增材制造，自動粘接和焊接，實時在線檢查，幾乎沒有浪費，增加了對低能耗材料的使用，對回收材料的大量使用以及可持續(xù)能源，材料和工藝策略的應(yīng)用?？磥恚瑥?fù)合材料行業(yè)大約要五年才能完成所有這些工作。
超音速商業(yè)旅行
有兩家公司正在開發(fā)全新的超音速客機。一個是Boom Supersonic（美國科羅拉多州丹佛），另一個是Aerion（美國內(nèi)華達州里諾）。10月7日，Boom Supersonic推出了XB-1，這是其Overture超音速噴氣機的三分之一規(guī)模的演示者。復(fù)合材料密集型XB-1將展示Overture的關(guān)鍵技術(shù)， 該公司有自己的目標，包括到2022年建造演示器，2025年推出以及旨在到2029年開始載客的目標。該XB-1將于2021年前往美國加利福尼亞州莫哈韋，進行飛行測試之前，它將完成其正在進行的廣泛地面測試計劃。同時，該公司表示將最終確定Overture的推進系統(tǒng)，并進行風(fēng)洞測試以驗證飛機設(shè)計。序曲的最高速度預(yù)計為2.2馬赫，巡航高度為60000英尺（19354米），旅客（55~75）從悉尼到洛杉磯僅需7個小時，從華盛頓特區(qū)到倫敦僅需3.5個小時。
Aerion正在開發(fā)AS2公務(wù)機，可容納8~10名乘客，超音速巡航速度為1.4馬赫。它將能夠在4個小時內(nèi)將紐約飛往倫敦，而在短短7個小時內(nèi)就能將倫敦飛往北京。Aerion在2019年末宣布，GKN航空航天公司將為AS2開發(fā)尾翼，賽峰集團將設(shè)計發(fā)動機機艙，制動系統(tǒng)和起落架。2020年7月，Aerion簽署了一項備忘錄協(xié)議，以擴大Spirit AeroSystems（美國堪薩斯州威塔塔）在AS2研發(fā)中的作用，以包括前機身的生產(chǎn)。作為協(xié)議的一部分，Spirit承諾對AS2進行更多投資計劃，并增加了用于AS2復(fù)合前機身設(shè)計的工程資源。
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