Isku dhafka cajaladaha tidcan, qaabaynta xad-dhaafka ah iyo qaab-qufulka, geesiga ayaa soo saara hal-qayb, xoog-wareeg-sare-sare-qaadista si ay u muujiso codsiyo ballaadhan.
Shaft-dariiqa isku dhafan ee midaysan.Herone waxay isticmaashaa cajalado heerkulbeegyo isku dhafan oo tidcan oo ka samaysan heerkulbeegyo horudhac u ah geeddi-socod kaas oo xoojinaya laminate shaft-ka oo uu ka badbadiyaa walxaha shaqeynaya sida gears, soo saarista qaab-dhismeedyo midaysan kaas oo yareeya miisaanka, tirinta qayb, wakhtiga kulanka iyo kharashka.Isha sawirada oo dhan |geesi
Saadaasha hadda jirta waxay ku baaqaysaa in la labanlaabo duulimaadka diyaaradaha ganacsiga 20ka sano ee soo socda.Si tan loo daboolo, heerarka wax soo saarka ee 2019 ee jetliners-ka-xoog-gan ee jetliners-ka waxay ku kala duwan yihiin 10 ilaa 14 bishiiba OEM, halka kuwa cidhiidhi ah ay hore ugu kaceen 60 bishiiba OEM.Airbus waxay si gaar ah ula shaqeysaa alaab-qeybiyeyaasha si ay u beddesho dhaqameed weli waqti-dheer, qaybaha diyaarinta gacanta ee A320 qaybo lagu sameeyay si degdeg ah, habka wareegga wareegga 20-daqiiqo sida qaabaynta wareejinta resin-ka sare (HP-RTM), sidaas awgeed qayb ka caawinta alaab-qeybiyeyaasha ayaa la kulma riix dheeraad ah oo ku wajahan 100 diyaarad bishii.Dhanka kale, suuqa dhaq-dhaqaaqa hawada ee magaalooyinka iyo gaadiidka ee soo ifbaxaya ayaa saadaalinaya baahida loo qabo 3,000 diyaaradood oo koronto ah oo toosan iyo soo degid (EVTOL) sanadkii (250 bishii).
"Warshaduhu waxay u baahan yihiin teknoolajiyada wax soo saarka otomaatiga ah oo leh waqtiyo gaaban oo wareeg ah oo sidoo kale u oggolaanaya isdhexgalka hawlaha, kuwaas oo ay bixiyaan isku-dhafka thermoplastic," ayuu yiri Daniel Barfuss, aasaasaha iyo maamulaha lamaanaha geesiga ah (Dresden, Jarmalka), tignoolajiyada isku dhafan iyo qaybaha wax soo saarka. shirkad adeegsata agab heerkulbeeg heersare ah oo matrix ah laga bilaabo polyphenylenesulfide (PPS) ilaa polyethertherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK) iyo polyaryletherketone (PAEK)."Ujeedadayada ugu weyn waa inaan isku geyno waxqabadka sare ee isku-dhafka thermoplastic (TPCs) oo leh qiime jaban, si aan awood ugu siinno qaybaha loogu talagalay noocyo badan oo kala duwan oo ah codsiyada wax soo saarka ee taxanaha ah iyo codsiyada cusub," ayuu raaciyay Dr. Christian Garthaus, aasaasaha labaad iyo maamulida geesiga. lammaane.
Si taas loo gaaro, shirkaddu waxay soo saartey hab cusub, oo ka bilaabma cajalado fibre ah oo si buuxda u nuuxnuuxsaday, oo isdaba joog ah, oo tidcaya cajaladahaas si ay u sameeyaan preform godan "organoTube" iyo isku dhafka organoTubes profiles leh qaybo isdhaafsi ah iyo qaabab kala duwan.Tallaabada xigta ee habka, waxay isticmaashaa alxanka iyo heerkulbeegga TPCs si ay isugu geyso walxaha shaqeynaya sida qalabka isku dhafan ee ku dul dhejisyada darawallada, xirmooyinka dhammaadka ee tuubooyinka, ama walxaha wareejinta culeyska si ay u noqdaan kuwo ciriiri ah.Barfuss wuxuu ku darayaa inay jirto ikhtiyaarka ah in la isticmaalo habka qaabaynta isku-dhafan - oo ay soo saartay alaab-qeybiye ketone matrix Victrex (Cleveleys, Lancashire, UK) iyo alaab-qeybiyaha Tri-Mack (Bristol, RI, US) - kaas oo u adeegsada xargaha heerkulka dhalaalka hoose ee PAEK profiles iyo PEEK u qaabaynta xad dhaafka ah, taasoo awood u siinaysa isku darka, walxo kaliya ee ku biirinta (eeg "Qabaynta xad dhaafka ah waxay balaadhisaa kala duwanaanta PEEK ee isku dhafan")."La qabsigayagu waxa kale oo uu suurtageliyaa xidhitaan qaab joomatari ah," ayuu raaciyay, "kaas oo soo saara qaabab isku dhafan oo u adkeysan kara xitaa culeysyo sare."
Habka herone-ku wuxuu ku bilaabmaa cajalado heerkulbeeg ah oo fibre-kaarboon ah oo si buuxda loo miiray kuwaas oo lagu tidcay organoTubes oo la isku daray."Waxaan bilownay la shaqaynta organoTubes-ka 10 sano ka hor, anagoo horumarinayna tuubooyinka hawo-mareenka ee duulimaadka," ayuu yidhi Garthaus.Waxa uu sharaxay in sababta oo ah ma jiraan laba tuubooyin biyo-biyood oo isku mid ah, in mid kasta loo baahan doono caaryo, iyadoo la isticmaalayo tignoolajiyada jira."Waxaan u baahneyn tuubo dib loo habeyn karo si loo gaaro joomatari tubta shaqsiga ah.Markaa, fikraddu waxay ahayd in la sameeyo muuqaallo isku dhafan oo joogto ah ka dibna CNC kuwan loo laabo joomatariyada la doonayo.
Jaantuska 2 Cajalado prepreg ah oo tidcan ayaa bixiya qaab-dhismeedka saafiga ah ee loo yaqaan organoTubes ee habka cirbadeynta geesiga waxayna awood u siineysaa soo saarista qaabab kala duwan.
Tani waxay la mid tahay waxa Sigma Precision Components (Hinckley, UK) ay sameynayaan (eeg "Dib-u-habaynta aeroengines leh tuubooyinka isku dhafan") oo leh dhar-xidhka kaarboon-fiber/PEEK."Waxay eegayaan qaybo la mid ah laakiin waxay isticmaalaan hab isku dhafan oo ka duwan," Garthaus ayaa sharaxay."Marka loo eego habkayaga, waxaan aragnaa suurtagalnimada kor u kaca waxqabadka, sida in ka yar 2% porosity ee dhismayaasha hawada."
Garthaus' Ph.D.shaqada tesis ee ILK waxay sahamisay iyadoo la adeegsanayo pultrusion thermoplastic composite (TPC) si ay u soo saarto tuubooyinka tidcan, taas oo keentay habka wax soo saarka joogtada ah ee patented ee tuubooyinka TPC iyo profiles.Si kastaba ha ahaatee, hadda, geesiga ayaa doortay in uu la shaqeeyo alaab-qeybiyeyaasha duulista iyo macaamiisha iyada oo la adeegsanayo habka naqshadeynta ee joogsan."Tani waxay ina siinaysaa xoriyada aan ku samaynayno dhammaan qaababka kala duwan, oo ay ku jiraan muuqaalada qaloocan iyo kuwa leh qaybo kala duwan, iyo sidoo kale codsanaya balastar gudaha ah iyo meel-dhigid," ayuu sharaxay."Waxaan ka shaqeyneynaa in aan si otomaatig ah u sameyno habka isku dhafka balastar-maxalli ah ka dibna aan ku xoojinayno astaanta guud.Asal ahaan, wax kasta oo aad ku samayn karto laminates fidsan iyo qolof, waxaan ku samayn karnaa tuubooyinka iyo profiles. "
Samaynta muuqaalladan TPC-da bannaan waxay runtii ahayd mid ka mid ah caqabadaha ugu adag, ayuu yidhi Garthaus."Ma isticmaali kartid shaambo-samayn ama dharbaaxo leh kaadi haysta silikoon;markaa, waxay ahayd inaan horumarino hannaan cusub."Laakiin nidaamkani waxa uu awood u siinayaa wax-qabad aad u sarreeya oo la tolan karo iyo tuubo iyo qaybo ku salaysan shafka, ayuu xusay.Waxa kale oo ay suurto galisay adeegsiga qaabaynta isku-dhafka ah ee Victrex ay samaysay, halkaas oo heerkulka dhalaalka hoose ee PAEK uu ka buuxsamay PEEK, isku dhafka organosheet iyo qaabaynta duritaanka hal tallaabo.
Arrin kale oo xusid mudan oo ah isticmaalka organoTube tidcan tape qaab-dhismeedka ayaa ah inay soo saaraan qashin aad u yar."Marka la tidco, waxaan haysanaa wax ka yar 2% qashinka, sababtoo ah waa cajalad TPC, waxaan u isticmaali karnaa qashinkan yar ee qashinka ah ee dib u habeynta si aan u helno heerka isticmaalka alaabta ilaa 100%," Garthaus ayaa ku nuuxnuuxsaday.
Barfuss iyo Garthaus waxay bilaabeen shaqadooda horumarinta cilmi-baarayaasha Machadka Farsamada Fudud ee Fudud iyo Polymer Technology (ILK) ee TU Dresden."Tani waa mid ka mid ah machadyada ugu waaweyn Yurub ee isku-dhafka iyo naqshadaha fudud ee isku-dhafka ah," ayuu yiri Barfuss.Isaga iyo Garthaus waxay halkaas ka shaqeeyeen ku dhawaad 10 sano dhowr horumar, oo ay ku jiraan pultrusion TPC oo joogto ah iyo noocyada kala duwan ee ku biirista.Shaqadaas aakhirkii waxaa lagu miiray waxa hadda ah tignoolajiyada geeddi-socodka geesinimada leh ee TPC.
"Waxaan markaa codsanay barnaamijka Jarmalka EXIST, kaas oo loogu talagalay in lagu wareejiyo tignoolajiyada noocan oo kale ah warshadaha oo ay maalgeliso 40-60 mashruuc sannad kasta meelo badan oo cilmi baaris ah," ayuu yiri Barfuss."Waxaan helnay maalgelin loogu talagalay qalabka raasumaalka, afar shaqaale ah iyo maalgelinta tallaabada xigta ee kor u qaadista."Waxay sameeyeen geesinimo bishii Maajo 2018 ka dib markii ay ku soo bandhigeen JEC World.
Markay ahayd JEC World 2019, geesigu wuxuu soo saaray qaybo badan oo mudaaharaad ah, oo ay ku jiraan miisaan khafiif ah, wareeg sare leh, shaft-darbeed isku-dhafan, ama shafka-gearshaft."Waxaan isticmaalnaa fiber-carbon/PAEK cajalad organoTube oo ku tidcan xaglaha ay qaybta u baahan tahay oo aan isku geyno tuubo," Barfuss ayaa sharraxay."Ka dib waxaanu ku horaysiiyaa tuubada 200°C waxaananu ku dubnaa qalab lagu sameeyay anagoo ku durayna fibre kaarboon gaaban oo lagu xoojiyay PEEK at 380°C."Naqshadeynta xad dhaafka ah waxaa loo qaabeeyey iyadoo la isticmaalayo Moldflow Insight oo ka socota Autodesk (San Rafael, Calif., US).Wakhtiga buuxinta caaryada waxaa lagu hagaajiyay 40.5 ilbiriqsi waxaana lagu gaadhay iyadoo la isticmaalayo Arburg (Lossburg, Germany) ALLROUNDER mishiinka qaabaynta duritaanka.
Naqshadaynta xad-dhaafka ah kaliya ma dhimayso kharashyada isu-ururinta, tillaabooyinka wax-soo-saarka iyo saadka, laakiin waxay sidoo kale kor u qaadaysaa waxqabadka.Farqiga 40°C ee u dhexeeya heerkulka dhalaalka ee usheeda dhexe ee PAEK iyo kan qalabka PEEK ee la qaabeeyey ayaa awood u siinaya isku xidhka dhalaalka ee u dhexeeya labada heerka unugyada.Nooca labaad ee habka isku-xidhka, qaabka-qufulka, ayaa lagu gaaraa iyada oo la isticmaalayo cadaadiska duritaanka si isku mar ah heerkulbeegga usheeda dhexe inta lagu jiro qaabaynta xad-dhaafka ah si loo abuuro qaab-xirmo-quful ah.Tan waxaa lagu arki karaa shaxanka 1 ee hoose sida "durid-samaynta".Waxay abuurtaa jiingado ama wareeg sinusoidal ah halka marshadu isku xidho oo ka soo horjeeda qayb iskutallaab ah oo siman, taas oo keenta qaab joomatari ahaan quful.Tani waxay sii wanaajinaysaa xoogga shafka isku dhafan, sida lagu muujiyay tijaabada (eeg garaafka dhinaca midigta hoose)1. La soo saaray iyada oo lala kaashanayo Victrex iyo ILK, heroone waxay isticmaashaa cadaadiska cirbadeynta inta lagu jiro qaabaynta si ay u abuurto qaab-ku-xirnaanta qaabka isku-dhafka ah ee isku-dhafka ah (korka) . Nidaamkan irbad-samaynta wuxuu u oggolaanayaa qalabka isku-dhafan ee isku-dhafan ee qaabka qufulka (qallooca cagaaran ee garaafka) joogso wareeg sare vs. gear-driveshaft-ka-baxsan oo aan lahayn qaab quful (qalooca madow ee garaafka).
"Dad badan ayaa helaya isku xirnaanta isku-dhafan inta lagu jiro qaabeynta xad-dhaafka ah," ayuu yiri Garthaus, "iyo kuwa kale waxay isticmaalayaan qaab-xirid isku-dar ah, laakiin furaha ayaa ah in labadaba la isku daro hal nidaam oo toos ah."Wuxuu sharxayaa in natiijooyinka baaritaanka ee Jaantuska 1, labadaba shafka iyo wareegga buuxa ee qalabka si gooni ah loo xiray, ka dibna loo beddelay si loo kiciyo rarka dhogorta.Guuldarada ugu horeysa ee garaafka waxaa lagu calaamadeeyay goobaabin si ay u muujiso inay u tahay qalabka PEEK oo aad u qaabaysan iyada oo aan qaab-xidhin.Guuldarada labaad waxa lagu calaamadeeyaa goobaabin cidhiidhi ah oo u eeg xiddig, taas oo muujinaysa tijaabinta qalabka qaabaysan ee qaabaysan."Xaaladdan, waxaad haysataa isku-xidhnaan iyo qaab-ku-xidhan labadaba," ayuu yidhi Garthaus, "oo waxaad helaysaa ku dhawaad 44% korodhka culeyska qulqulka."Caqabadda hadda jirta, ayuu yidhi, waa in la helo qaab-qufulka si loo qaado culayska marxalad hore si loo kordhiyo qulqulka shafka-geerada ahi uu xamili doono ka hor fashilka.
Qodob muhiim ah oo ku saabsan qaabka konturrada ee uu geesiga ku gaaro qaab-dhismeedkiisa cirbadeynta ayaa ah in ay si buuxda ugu habboon tahay qaybta gaarka ah iyo rarka qaybtaas waa in ay adkaysataa.Tusaale ahaan, xagasha gearshaft, qaabka-qufulku waa wareegsan yahay, laakiin marka la eego isugeynta cadaadiska hoose, waa axial."Tani sababta waxa aan u horumarinay waa hab ballaaran," ayuu yiri Garthaus."Sida aan u mideyno hawlaha iyo qaybaha waxay ku xiran tahay codsiga shakhsi ahaaneed, laakiin in badan oo aan tan sameyn karno, miisaan badan iyo kharash badan ayaan badbaadin karnaa."
Sidoo kale, ketone-fiber-gaaban ee la xoojiyay ee loo isticmaalo canaasiirta shaqaynaysa ee xad-dhaafka ah sida gears-ku waxay bixiyaan dusyo aad u fiican.Victrex ayaa cadaysay tan oo runtii, waxay u suuq geynaysaa xaqiiqadan agabkeeda PEEK iyo PAEK.
Barfuss waxa uu tilmaamayaa in gearshaft-ka isku-dhafan, kaas oo lagu aqoonsaday 2019 JEC Abaalmarinta Hal-abuurka Adduunka ee qaybta hawada, waa "muujin habkayaga, maaha kaliya habka diiradda saaraya hal codsi.Waxaan rabnay inaan sahamno inta aan hagaajin karno wax soo saarka oo aan uga faa'iideysan karno sifooyinka TPC-yada si aan u soo saarno qaab-dhismeed shaqeynaya, isku dhafan."Shirkaddu waxay hadda hagaajinaysaa ulaha cadaadiska-xakamaynta, oo loo isticmaalo codsiyada sida xargaha.
Jaantuska 3 Jidhka isku buuqa Cirrideynta-samaynta waxa lagu fidiyay struts, halkaas oo herone ay ka badashay walxaha wareejinta culeyska birta ah ee qaab dhismeedka qaybta iyada oo la adeegsanayo qaab-xirid si ay u kordhiso xoogga isku-xidhka.
Walaxda shaqaynaysa ee istiraatijiyadda-xakamaynta waa qayb isdhexgal macdan ah oo ka wareejinaysa fargeetada birta ilaa tuubada isku dhafan (eeg sawirka hoose).Samaynta cirbadeynta waxaa loo isticmaalaa in lagu dhex geliyo curiyaha culeyska biraha ah ee jirka ka kooban.
"Faa'iidada ugu weyn ee aan bixinno waa inaan dhimno tirada qaybaha," ayuu xusay."Tani waxay fududaynaysaa daalka, taas oo caqabad weyn ku ah codsiyada strut diyaaradaha.Foomka-qufulka waxa horeba loogu isticmaalay isku-darka heerkulbeegga oo leh caag ama bir la geliyo, laakiin ma jiro isku-xidhnaan isku xidhan, markaa waxaad heli kartaa dhaqdhaqaaq yar oo u dhexeeya qaybaha.Habkayagu, si kastaba ha ahaatee, wuxuu bixiyaa qaab-dhismeed midaysan oo aan lahayn dhaqdhaqaaq noocaas ah."
Garthaus wuxuu u daliishaday dulqaadka dhaawaca inuu yahay caqabad kale oo qaybahan ah."Waa inaad saameyn ku yeelataa strutska ka dibna samee tijaabinta daalka," ayuu yidhi."Sababtoo ah waxaan isticmaaleynaa qalab heerkulbeeg heer sare ah oo matrix ah, waxaan ku guuleysan karnaa ilaa 40% dulqaadka waxyeelada sare leh iyo heerkulbeegyada, iyo sidoo kale wax kasta oo yar-yar oo saameyn ku leh waxay ku yaraadaan culeyska daalka."
In kasta oo ay muujintu muujinayso bir la gashado, haddana geesiga ayaa hadda soo saaraya xal heerkul-kulul oo dhan ah, kaas oo awood u siinaya isku xidhka isku xidhan ee ka dhexeeya jidhka isugeynta isku dhafan iyo curiyaha hordhaca culayska."Marka aan awoodno, waxaan doorbideynaa inaan joogno dhammaan-isku-dhafka oo aan hagaajinno guryaha annaga oo beddelaya nooca xoojinta fiber-ka, oo ay ku jiraan kaarboon, galaas, fiber joogto ah iyo mid gaaban," ayuu yiri Garthaus."Sidaan, waxaan u yareeynaa kakanaanta iyo arrimaha isdhexgalka.Tusaale ahaan, waxaan haysanaa dhibaatooyin aad u yar marka la barbar dhigo isku-darka heerkulbeegyada iyo heerkulbeegyada."Intaa waxaa dheer, dammaanadda ka dhexeeya PAEK iyo PEEK waxaa tijaabiyay Tri-Mack natiijooyin muujinaya inay leedahay 85% xoogga saldhigga unidirectional CF/PAEK laminate oo laba jeer ka xoog badan curaarta xabagta iyadoo la isticmaalayo xabagta heerka warshadaha epoxy film.
Barfuss wuxuu sheegay in geesiga hadda uu leeyahay sagaal shaqaale wuxuuna ka gudbayaa soo-saare horumarinta tignoolajiyada una gudbaya qaybiyaha qaybaha duulista.Talaabadeeda weyn ee xigta waa horumarinta warshad cusub oo Dresden ah."Dhammaadka 2020 waxaan yeelan doonnaa warshad tijaabo ah oo soo saarta qaybo taxane ah," ayuu yidhi."Waxaan durba la shaqeyneynaa OEM-yada duulista iyo alaab-qeybiyeyaal Tier 1, oo muujinaya naqshado noocyo badan oo codsiyo ah."
Shirkaddu waxa kale oo ay la shaqaynaysaa alaab-qeybiyeyaasha eVTOL iyo wada-shaqeeyayaal kala duwan oo gudaha Maraykanka ah Sida geesiga u bislaaday codsiyada duulista, waxa kale oo ay kasbanaysaa waayo-aragnimada wax-soo-saarka codsiyada alaabta ciyaaraha oo ay ku jiraan fiidmeerta iyo qaybaha baaskiillada."Tiknooloojiyadayadu waxay soo saari kartaa qaybo badan oo adag oo kala duwan oo leh waxqabadka, wakhtiga wareegga iyo faa'iidooyinka kharashka," ayuu yidhi Garthaus."Waqtiga wareegtada ee isticmaalka PEEK waa 20 daqiiqo, marka loo eego 240 daqiiqo iyadoo la isticmaalayo prepreg-cawo-cawo leh.Waxaan aragnaa fursado ballaaran, laakiin hadda, diiraddayadu waa inaan helno codsiyadayada ugu horreeya ee wax soo saarka iyo muujinta qiimaha qaybahan oo kale ah suuqa."
Heron waxa kale oo ay soo bandhigi doontaa Carbon Fiber 2019. Wax badan ka baro dhacdada carbonfiberevent.com.
Diirada saaratay wanaajinta hab-dhaqanka gacanta, nacelle iyo soosaarayaasha gadaal u riixaya ayaa indhaha ku haya isticmaalka mustaqbalka ee otomaatiga iyo qaabaynta xidhan.
Nidaamka hubka diyaaraduhu wuxuu kasbaday waxqabadka sare ee kaarboon/epoxy oo leh hufnaanta qaabaynta isku-buuqa.
Hababka lagu xisaabinayo saamaynta isku-dhafka ah ee deegaanka ay ku leeyihiin waxay awood u siinayaan isbarbardhigga xogta ay wado ee agabka dhaqanka ee goobta ciyaarta heerka ah.
Waqtiga boostada: Agoosto-19-2019