Üzemanyag-hatékonyság a könnyű építési technológia révén
Üzemanyag-hatékonyság a könnyű építési technológián keresztül Prof. Dr.-Ing. Axel Herrmann Pierre figurák
Tartalom Bevezetés Az üzemanyag-hatékonyság növelése A könnyű építési technológia finanszírozási programjai Összefoglalás 2. oldal
Bevezetés 1 kg-kal kevesebb szerkezeti súly jelenti
3 tonna üzemanyag-megtakarítás a működés 20 éve alatt (A340-300) Forrás: Airbus 3. oldal
Tartalom Bevezetés Az üzemanyag-hatékonyság növelése Támogató programok a könnyű építési technológiához Összegzés 4. oldal
Megnövelt üzemanyag-hatékonyság a. Húzáscsökkentés - aerodinamikai tervezés - felületminőség - adaptív szerkezetek Forrás: Zephyr. Hatékonyabb motorok Forrás: Clean Sky JTI 5. oldal
Megnövelt üzemanyag-hatékonyság a. optimalizált repülési útvonalak Forrás: Northrop Grumman. alacsonyabb súly - nagyobb teherbírás - nagyobb utasok száma 6. oldal
Súlycsökkentés Jelentős súlycsökkentési lehetőség Optimalizált tervezési és számítási módszerek Új anyagok és a kapcsolódó gyártási technológiák A CFRP lehetősége A súlymegtakarítás lehetősége 70% az acélhoz képest és 40% az alumíniumhoz képest 7. oldal
Konkrét példák az A300 SLW-re fémszerkezetben - 1972-800 kg súlymegtakarítás a CFRP használatával az A319 átalakítás során a CPR lengőkar CFRP -vé az A340 500/600 A300 SLW-ben CFRP szerkezetben - ma - 8 férőhelyes nagyobb utaskapacitású AL-TI-AL lengőkar: 46,0 kg CFRP lengőkar: 25,6 kg 22% -os súlycsökkentés Kerozin megtakarítás a repülőgép életciklusa során: évi 800 tonna többletjövedelem a légitársaságok számára repülőgépenként: 2 millió tömegmegtakarítás: 46% költségmegtakarítás: 28%
Tartalom Bevezetés Az üzemanyag-hatékonyság növelése A könnyű építési technológia finanszírozási programjai Összefoglalás 9. oldal
Tiszta Égbolt finanszírozási program (EU projekt) Környezetbarát megoldások a polgári repülés számára 6 év 1,6 milliárd 10. oldal
Tiszta égbolt finanszírozási program (EU projekt) Intelligens fix szárnyú repülőgép CFRP hőre lágyuló rétegekkel CFRP nanorészecskékkel megerősítve CFRP szerkezetek integrált piezo érzékelőkkel Innovatív gyártási módszerek és folyamatok A szerkezeti súly csökkentése a CFRP segítségével 11. oldal
Finanszírozási programok USA NASA Awards- Future Commercial Aircraft Research Agreement Koncepciók kidolgozása a jövőbeni polgári repülőgépek számára, nagyobb hatékonysággal és alacsony károsanyag-kibocsátással Forrás: Lockheed Martin 12,4 millió USD Forrás: Boeing Forrás: MIT Szolgálatban: 25-30 év Forrás: GE Aviation Forrás: Boeing 12. oldal
Finanszírozó programok az autóipar számára Az autóipar fejlesztési terve (Németország, BMBF) 200 millió euró, 10 év kulcsfontosságú téma: akkumulátor, új járművek koncepciói, Zöld autók (EU) 5 millió euró, három fő terület: Forrás: Zöld autó kezdeményezés Forrás: BMBF Automobilität - zöld közlekedés a közúti forgalomban - ipari projektek támogatása - szabályozási változások, mint pl Adókedvezmények a környezetbarát járművekhez 13. oldal
Tartalom Bevezetés Az üzemanyag-hatékonyság növelése A könnyű építési technológia finanszírozási programjai Összefoglalás 14. oldal
Könnyű építési technológia Kihívások a könnyű konstrukcióban Optimalizált szerkezeti súly A gyártási költségek jelentős csökkenése Robusztus folyamatok Költségmegtakarítási potenciál a teljesen automatizált gyártás révén a CFRP keret példáján keresztül Célok elérése a félkész termékek költségeinek csökkentésével Automatizált, textil előforma technológiák kifejlesztése CFRP keret előforma technológiában Page 15
CFRP keret technológia - konstrukciós módszerek Az integrált és a különbözõ konstrukciós tömegmegtakarítások elõnyei - 15% -kal alacsonyabb gyártási költségek - 70% - csökkentik az anyag- és összeszerelési költségeket - kevesebb összekötõ elem Törzs héj húrokkal és keretekkel Forrás: CTC A gyártási tűrések kompenzálása az összeszerelés 16. oldalán
CFRP keret technológia - szegmentálás egyszerű felső és alsó héjkeretek állandó keresztmetszet és görbület nincs helyi megerősítés egyszerű keret összetett keret összetett oldalkeretek bonyolult terhelés bevezetés változó profilmagasság helyi megerősítések változó görbületi sugár az előforma technológia kiválasztása a különböző összetettségű keretszegmensekhez 17. oldal
CFRP chip technológia közvetlen előgyártás Szénszálak közvetlen feldolgozása Alacsony anyagköltség (félkész termékek gyártásának hiánya) Folyamatos gyártási koncepciók Magas termelési arány Alacsony rugalmasság a helyi erősítések tekintetében Forrás: EADS IW Fonás Forrás: EADS IW Forrás: EADS IW UD fonás 30 tekercses réteg 90 teljes rendszer BRAF Alkalmas egyszerű keretszegmensekhez Forrás: EADS IW 18. oldal
CFRP keret technológia közvetett előforma gyártás Sík, esetleg előre gyártott félkész szálas termékek feldolgozása (scrim vagy szövet) Nagy rugalmasság keresztmetszet-variációkkal és helyi megerősítésekkel Nem folyamatos és folyamatos folyamatok állnak rendelkezésre Forrás: EADS IW Komplex keretszegmensekhez alkalmas súrlódarabok fúrása Példák folyamatos folyamatokra: 3D- Profilok nem folyamatos folyamat: KaPS szárazszálas félkész termékek automatizált tárolása tekercs effektor segítségével. Page 19 Forrás: CTC
CFRP keret technológia Példa 3D profiltechnológiára Sík félkész termékek folyamatos formázása és automatikus összeszerelés az előformához Forrás: FIBER ellenőrző tesztek a laboratóriumban A gyártási folyamat elve A projekt céljai A változó és erősen ívelt CFRP keret folyamatos gyártásának folyamatának kidolgozása előállítja a termelési költségek 30% -os és 50% -os csökkentését Átbocsátási idő a megszakadó előgyártmányhoz képest Tesztlétesítmény és gyártás beállítása
CFRP keretgyártás Példa KaPS technológiára Az előforma magjain levágott szénszálas alapanyagok sugárirányú konszolidációja Konszolidáció a porcsatlakozó aktiválásával Forrás: CTC Forrás: CTC Automatikusan végrehajtott manuális drapírozási folyamat, ellenőrző tesztek Projektcélok Az RTM gyártásának fejlesztése és érvényesítése A gyártási költségek kiszámítása a sorozatgyártáshoz KaPS: Automatizált előgyártás koncepciója CFRP keret Automatizált effektorok fejlesztése 21. oldal
Tartalom Bevezetés Az üzemanyag-hatékonyság növelése A könnyű építési technológia finanszírozási programjai Összefoglalás 22. oldal
Összegzés A csökkentett szerkezeti súly jelentősen hozzájárul a repülőgép üzemanyag-hatékonyságának növeléséhez. 1 kg-tal kevesebb szerkezeti súly jelenti
3 tonna üzemanyag-megtakarítás 20 üzemeltetési év alatt (A340-300) Az üzemanyag-takarékos könnyűszerkezetes konstrukció témáját kifejezetten figyelembe veszik a finanszírozási programok széles körében. A CFRP szerkezetek gyártásának automatizált előformai technológiái kulcsfontosságúak az üzemanyag-hatékonyság növeléséhez a könnyű konstrukció révén. 23. oldal
CTC GMBH. Minden jog fenntartva. Bizalmas és védett dokumentum. Ez a dokumentum és az abban foglalt összes információ a CTC GMBH kizárólagos tulajdonát képezi. Ennek a dokumentumnak a kézbesítése vagy tartalmának nyilvánosságra hozatala nem hoz létre semmilyen jogot a szellemi tulajdonhoz. Ez a dokumentum a CTC GMBH kifejezett írásos beleegyezése nélkül nem reprodukálható és nem hozható nyilvánosságra harmadik fél számára. Ez a dokumentum és annak tartalma csak rendeltetésszerűen használható. Az ebben a dokumentumban szereplő állítások nem jelentenek ajánlatot, hanem a felsorolt feltételezések alapján és jóhiszeműen történtek. Ha ezeknek az állításoknak a kapcsolódó okait nem adják meg, a CTC GMBH szívesen elmagyarázza azok alapját.