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罗罗公司开设新的复合材料工厂
关键词:      时间:2020-01-10

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2020年1月9日罗罗公司网站消息:

罗罗公司已在英国布里斯托尔开设了一家新的复合材料工厂,专门研制复合材料风扇叶片和机匣,以进一步减轻下一代民用航空发动机的重量,降低油耗和污染物排放。

罗罗公司正在研制下一代民用“超扇”(UltraFan)发动机验证机,与首台遄达发动机相比,新发动机设计可使燃油消耗和二氧化碳排放降低至少25%,该复合材料工厂生产的风扇叶片和风扇机匣将成为“超扇”发动机的重要特征之一。同时,新工厂将采用低能耗、低排放的制造工艺,并采用先进的自动化制造方法和材料,这将最大限度地利用原材料,减少浪费,罗罗公司承诺到2030年实现运营和设施的零排放。

罗罗公司航空航天技术与未来项目总监Alan Newby表示:“这个令人难以置信的新工厂将体现罗罗公司致力于创造更清洁、更高效的发动机的承诺。技术娴熟的员工将使用最新的设计、材料和制造技术来研制发动机零部件,这些零部件将有助于减少排放、减轻质量、提高功率、降低噪声。”

该工厂将专注于碳纤维复合材料零部件的生产。这些材料用于航空航天工业,可显著减轻发动机重量。发动机重量越轻,燃油消耗越少,产生的排放也越少。罗罗公司用碳纤维复合材料制成的风扇系统预计可使得每架飞机重量减轻近700kg,相当于7名乘客及其行李的质量。

在著名的遄达系列发动机风扇叶片上,罗罗公司虽采用了很多新技术来提升风扇系统性能,包括三维气动设计技术、扩散连接/超塑性成形(DB/SPF)加工带中间桁条的空心叶片制造技术等,但一直采用的是钛合金Ti6/4。因为虽然碳纤维复合材料密度小、强度高、抗颤振性能好,但缺点是不耐冲击,且也不耐摩擦:纤维和纤维间依靠树脂黏接,在巨大的冲击力下不牢靠,容易分层脱离,裂纹扩展特别快,在很短时间内会导致零件解体,这和金属材料的裂纹发展缓慢完全不同。不过经过这些年技术的突破,复合材料风扇叶片设计和制造技术已经获得很大发展,罗罗公司的竞争对手GE公司及其合资企业CFM国际公司旗下的新研发动机都已采用了复合材料风扇。

罗罗公司也计划在新的工厂对复合材料风扇叶片采用先进的制造技术:首先预填充数百层碳纤维材料及先进的韧性增强树脂材料,然后加热、加压,同时在每个风扇叶片的前缘添加薄且坚固的钛金属,从而为风扇叶片提供极好的保护,防止腐蚀和外物撞击。从2020年1月起,该工厂将为“超扇”发动机验证机制造风扇叶片和机匣。

罗罗公司碳纤维材料技术研发已有数十年历史,并已将复合材料用于其发动机的其他零件上,新工厂将把其复合材料技术提高到一个新的水平。该工厂将在布里斯托尔创造150个工作岗位,罗罗公司在怀特岛的复合材料制造设施以及约30名员工也将加入其中。

(编译:周何聪)