Airbus skipti með góðum árangri upprunalegu álhringagrind H135 þyrlunnar út fyrir koltrefjastyrkta fjölliðu (CFRP) sem hráefni með því að nota samsetta forform í mörgum hlutum og einu sinni helluferli.
Sem neyðarlæknisþjónusta / sjúkraflugþyrla hefur Airbus H135 létt tveggja hreyfla þyrla orðið sú þyrla með lægsta rekstrar- og viðhaldskostnað meðal svipaðra vara Airbus vegna mikillar áreiðanleika, fjölvirkni og kostnaðar. Sem stendur eru meira en 1350 H135 í notkun í meira en 60 löndum eða svæðum og veita þjónustu til meira en 300 rekstraraðila. Hins vegar, með auknum flugtíma H135, sýna viðeigandi reglubundin notkunar- og viðhaldsgögn að hringlaga ramma úr áli sem tengir CFRP hala geisla og CFRP hala snúningshlíf er viðkvæmt fyrir þreytu og tæringu, sem leiðir beint til aukinnar notkunar og viðhalds. uppgötvunarkostnaður. Til að draga úr kostnaði og tryggja öryggi líkamans byrjaði Airbus að rannsaka nýtt ferlihönnunarkerfi fyrir tæringar- og þreytuþol hringlaga rammans.
Airbus íhugaði fyrst að kerfið byggist á títan álfelgur, en vinnsluferlið og hráefni títan ál kerfisins eru dýrari en álkerfi. Þess vegna þróaði þverfaglega R & D teymið nýtt hönnunarkerfi byggt á CFRP með því að nota prepreg, vacuum assisted perfusion (VAP) og resin transfer molding (RTM) ferli. Eftir útreikning minnkar þyngd nýja kerfisins um 25 prósent samanborið við álkerfið og kostnaðurinn er lækkaður um 50 prósent miðað við títanblendikerfið, sem dregur verulega úr uppgötvunar- og viðhaldskostnaði.
Verkfræðingar geta ekki breytt núverandi hönnun á hala geisla og hala snúð skjöld, og hringlaga ramman er aðalbyggingin sem tengir hala geisla og hala snúð skjöld. Þess vegna verður CFRP hringlaga ramman að hafa sama tengiyfirborð og rúmfræðilega stærð og upprunalega álramminn, sem takmarkar mjög frelsi hönnunarkerfisins. Með samskiptum og mati ákveður verkfræðiteymið og hönnunar-, streitu- og framleiðsluverkfræðingar loksins að nota staðlaða forskriftarefnin sem hafa verið mikið notuð í raunverulegri framleiðslu, til að lágmarka rannsóknar- og þróunarkostnað og síðari lotuframleiðslukostnað. Meðal þeirra hafa g0986 twill koltrefjar bandaríska Hexcel fyrirtækis sem notaðar eru í nýja kerfinu verið mikið notaðar í steypumótun annarra þyrluverkefna Airbus; Kvoða til að hella er einn hluti rtm6 epoxý plastefni frá lúgufyrirtækinu, sem hefur þegar staðist plastefni steypa og RTM vottun Airbus þyrlufyrirtækis.
Vegna mikillar ónothæfni hringramma rúmfræðinnar, hönnuðu verkfræðingar viðbótarskurð og hak í forforminu til að forðast hrukkum við mótun. Í kjölfarið prófuðu verkfræðingar þrýstistyrk innri flanssins, staðfestu dreifingargetu CFRP hringlaga rammans og viðmótið milli CFRP hringlaga rammans og óstyrktu fjölliða plötunnar með kyrrstæðum og kraftmiklum togprófum. Prófunarniðurstöðurnar sýna að nýja CFRP hringrammahönnunin er mjög öflug og þolir örugglega álagið sem búist er við.
Til að hella plastefni þróaði verkfræðiteymið fjögur forform eins og sýnt er á myndinni hér að neðan. Meðal þeirra, nr. 3 forform inniheldur tvo hluta A og B; Forform nr. 4 er óstyrkt fjölliða burðarplata til að tryggja tengingu t-svæðisins.
Fyrir forformin fjögur þróaði verkfræðiteymið samsvarandi sérstök verkfæri og setti síðan saman allar forformar og hringlaga botnplötur saman í endanlegt hertunarverkfæri. Loka verkfærin fyrir fullkomnun eru úr álblöndu, þar á meðal bláum verkfærum sem festir eru á gráu grunnplötuna, græna hringverkfæri sem eru splæst af mörgum hlutum og appelsínugult og gult topphringverkfæri. Hönnunartilgangur margþættra skeytiverkfæra er að koma í veg fyrir rýrnunarkraft sem stafar af kælingu verkfæra við herðingu og kælingu.
Eftir að hafa lokið samsetningu lagskipta og verkfæra, notar verkfræðiteymið dæmigerðasta og hagkvæmasta VAP-ferliskerfið til að hella plastefni. Eftir ráðstöfunar-, kælingu- og mótunarskref framkvæmir teymið frágangsvinnslu fyrir brúnir hluta og framkvæmir síðan hánákvæmni borun fyrir síðari hnoðvinnu. Til að tryggja nákvæmni tengingar milli hringlaga rammans og skottbjálkans og skotthúðarhlífar skal hönnunarviki tengingarinnar stjórnað innan± 0,4 mm. Niðurstöður endanlegra þáttagreininga sýna að hönnunarniðurstöður nýja kerfisins eru „einu sinni árangur“ og geta uppfyllt þolkröfurnar.
Ný hönnun Airbus fyrir CFRP hringgrind lauk fyrir um ári síðan, en það tók langan tíma að breyta úr álblöndu í samsett efni. Fyrirtækið verður að huga að mörgum vandamálum, svo sem skynsemi hönnunar, sannprófun og staðfestingu á vinnsluþrepum, stöðugleika fjöldaframleiðslu og svo framvegis. Að auki er þjálfun starfsfólks fyrir nýja ferlið mjög mikilvæg. Tryggja þarf að verkfræðingar í hverjum hlekk séu tilbúnir til að laga sig að nýju hönnunarkerfi. Airbus telur að umbreyting á framleiðslu hringramma frá álblönduferli í CFRP ferli sé ekki aðeins einföld breyting á núverandi hlutum, heldur tæknileg breyting í Airbus þyrludeild; Meðal þeirra er mest krefjandi vinnan að uppfylla ekki rúmfræðilegar umburðarkröfur, heldur árangursrík þróun forforma.
Sem stendur eru allar nýframleiddar H135 þyrlur búnar nýjum CFRP hringgrindum. Vegna framúrskarandi tæringarþols og þreytuþols nýja CFRP hringgrindarinnar hefur Airbus minnkað vöruþyngdina um 0,5 kg, bætt öryggisafköst verulega og dregið úr greiningartíma og kostnaði.
