由于空气动力学、重量和成本限制,当前太空发射系统(例如火箭)的有效载荷尺寸很小。可展开结构允许在发射和在任务地点展开时处于折叠或收起状态。聚合物复合材料与当前的金属结构相比,既能减轻重量,又能整体提高特定机械强度。然而,聚合物复合可展开结构遇到的一个问题是收起配置下聚合物基质的应力松弛。在本研究中,评估了一系列不同的环氧树脂配方作为可展开复合材料的潜在基质树脂。与最先进的航空航天环氧树脂基质相比,预计一种含有强化添加剂的新型多功能环氧树脂在 1 年后应力松弛会减少 70%。
汽车行业对减轻重量和乘客安全的严格要求推动了先进高强度钢 (AHSS) 的应用日益广泛。淬火分配 (Q&P) 钢是第三代 AHSS 中很有前途的钢种,它具有理想的强度和延展性组合。然而,Q&P 钢涉及与开裂相关的问题,例如局部成形性,这表明需要提高抗断裂性。本项目旨在开发一种 Q&P 钢微观结构工程的新策略,利用闪光退火技术来突破组成相尺寸减小的极限。将系统地探索内部尺寸对相稳定性、变形不均匀性和抗断裂性的影响。本研究将制定开发具有优化机械性能的 AHSS 的指南。
然而,锂离子电池与传统 VRLA 电池的比较也揭示了一些挑战和优势。因此,我们展示了 TPPL 技术作为铅酸化学的先进形式,与传统 VRLA 电池相比具有许多优势。尽管锂离子电池的成本一直在下降,但其定价仍然是许多用户的障碍。锂离子电池的定价取决于许多因素,包括购买量和所用的具体化学成分,目前锂离子电池的价格明显高于铅酸电池。此外,虽然节省空间在数据中心可能很重要,但减轻重量(锂离子电池提供的)很少是关键。同样,锂离子电池的高循环能力并不是 UPS 应用中选择电池的驱动因素,因为电池大多在接近满电状态下浮动。
碳纤维增强聚合物 (CFRP) 在航空航天应用中尤其受关注:与金属不同,CFRP 不会腐蚀,也不易出现疲劳开裂。此外,与其他承重材料相比,碳纤维可显著减轻重量。设计过程中存在许多影响最终 CFRP 强度的因素。一种常见的制造方法涉及铺层工艺,其中各个层板以重复模式以不同角度堆叠;选择某种模式可以充分利用聚合物和纤维在多个方向上的理想特性。层板受一组固化条件的影响,包括温度、湿度和循环时间,这些因素也会影响最终复合材料的强度。固化后,周围的环境条件也会对材料性能产生重大影响;这些条件通常是研究的
越来越多的海洋结构正在使用复合材料。使用复合材料结构,主要结构和部件可以变得更轻、更耐腐蚀。休闲游艇行业早已认识到这一点,现在商业渡轮越来越多地通过减轻重量来节省燃料。美国海军的 DDG-1000 上部结构和 LPD-17 先进封闭桅杆均采用复合材料建造。此外,海上石油行业开始建造复合材料立管和居住模块。为复合材料航空航天结构开发的无损评估 (NDE) 技术不适用于大型海洋结构。因此,本文基于为 SSC 报告 463“海洋复合材料结构和 NDE 的检测技术”进行的研究,对海洋复合材料结构的可用 NDE 技术进行了最新评估。
除了电力推进,电气化的范围还延伸到其他机载系统。飞机电气系统包括发电机、电力电子设备、储能装置和执行器等元件,通过配电和控制网络连接起来。这些复杂的系统对于关键飞机部件的运行至关重要,包括航空电子设备、飞行控制系统、环境管理系统、通信、照明、辅助功能和其他关键功能。4 例如,全电动飞机 (MEA) 是一种飞机设计理念,旨在用电动系统取代传统的液压和气动系统。5 目标是减轻重量、提高效率和提高可靠性。MEA 通常利用电动机为飞机系统提供动力,例如燃油泵、环境控制系统和起落架。MEA 还可以使用电力推进系统,使其成为电动飞机的一个子集。
FCI 航空航天传感器可测量、警告和报警飞机流量、液位、温度和压力。FCI 传感器结构紧凑、重量轻,支持飞机设计目标,以减少空间并尽量减轻重量,从而提高能源效率。传感器可以是简单的元件,用于与系统电子设备集成以提供激励、线性化和诊断,也可以是完整的集成传感器 + 电子设备,位于紧凑的独立单元中,或者传感器和电子设备通过互连电缆远程安装和连接。传感器可以配备机械过程连接和电子连接,以满足您的安装要求。无论您的应用是 COTS、改进的 COTS 还是定制工程产品,FCI 航空航天都有符合您规格的传感器解决方案。
锂离子电池系统:平台轨道模块化和可扩展的锂离子电池系统,适用于牵引和辅助应用。LiAux® 辅助电池系统 LiAux® 实现了当今的一些总体目标:减轻重量、节省空间和提高能源可用性。与传统技术相比,LiAux 需要的维护时间更少,从而降低了生命周期成本。LiAux 的优势在于其使用寿命长(以年为单位)以及放电/充电周期。其开放式技术架构确保了灵活性和面向未来性。LiTrac® 牵引电池系统 LiTrac® 可以扩展以适应几乎所有牵引应用。电压、能量、电流和寿命特性可以适应纯电池和混合牵引系统的要求。通过使用软件驱动的控制单元,LiTrac 可以处理当今和未来的电池技术。LiAux® 和 LiTrac® 符合最高安全标准(例如 SIL 2)
问题 – 高流动性铝合金和镁合金无法通过减小截面实现轻量化 – 高强度合金(A201、A206)无法压铸 目标 – 开发用于薄壁应用的高流动性合金、加工参数和模具设计方法 – 开发用于高强度合金(如 A201 和 A206)的 SSM 和挤压铸造工艺参数 优势 – 通过减轻重量、提高强度和提高生产可靠性实现更高质量/性能的部件 – 通过缩短周期时间、减少金属用量和增加模具寿命实现成本节约 – 通过增加模具寿命实现供应链可靠性 – 环境改善(降低能耗) 里程碑/可交付成果 – 薄壁合金成分和工艺参数 – 高强度铝合金加工参数 – 属性数据 – 模具和工艺设计的计算机建模方法