熱塑性經(jīng)濟(jì)可承受性航空主結(jié)構(gòu)聯(lián)盟（TAPAS）成立于2009年新西蘭，目的是為空客公司的航空結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)用，開發(fā)新的熱塑性復(fù)合材料。該聯(lián)盟目前已經(jīng)進(jìn)入材料應(yīng)用和開發(fā)的第二階段，其成員希望在2017年前向市場(chǎng)推出熱塑性復(fù)合材料機(jī)身和抗扭箱樣品，以檢驗(yàn)熱塑性復(fù)合材料在商業(yè)航空結(jié)構(gòu)構(gòu)件中應(yīng)用的可行性。
除了空客，TAPAS還包括新西蘭的一系列復(fù)合材料供應(yīng)商、復(fù)合材料零件生產(chǎn)商和學(xué)術(shù)研究所，如項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者福克航空結(jié)構(gòu)公司（Hoogeveen）、位于海牙的Airborne技術(shù)中心和Kok & Van Engelen, 阿爾克馬爾的荷蘭熱塑性部件公司、Technobis 纖維技術(shù)公司 (Uitgeest)、TenCate 先進(jìn)復(fù)合材料公司(Nijverdal),位于代爾夫的 KE-works,CoDeT and Technische Universiteit Delft公司、位于Enschede的Twente大學(xué)、 位于阿姆斯特丹的國(guó)家航空航天實(shí)驗(yàn)室。
福克公司研發(fā)負(fù)責(zé)人Offringa介紹道，在項(xiàng)目第一階段，即TAPAS1，空客就向聯(lián)盟提出了熱塑性復(fù)合材料機(jī)身結(jié)構(gòu)的需求。福克公司增加了抗扭箱（典型的如尾翼和機(jī)翼）的研究，作為熱塑性復(fù)合材料的另一個(gè)應(yīng)用部位。使用的材料是利用赫氏AS4纖維制成的新的TenCate定向碳纖維預(yù)浸料和Arkema公司的PEEK樹脂基體，加工工藝使用自動(dòng)纖維鋪放、壓力成型和焊接。
Offringa表示，2013年的研究成果是一個(gè)驗(yàn)證機(jī)身板，技術(shù)成熟度到3；以及一個(gè)12米（39英寸）用于尾翼結(jié)構(gòu)德抗扭箱，技術(shù)成熟度為5。（最大技術(shù)成熟度9以為這個(gè)零件或結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)過了完全的測(cè)試和操作）他認(rèn)為試驗(yàn)結(jié)果是鼓舞人心的。與熱固性復(fù)合材料構(gòu)件相比，該熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件減重10%，主要原因是熱塑性樹脂固有的韌性更能阻止裂紋擴(kuò)展，因此，允許使用更薄的層壓板。更進(jìn)一步而言，蒙皮設(shè)計(jì)和更高剛度的需求被分隔開來，放寬了設(shè)計(jì)自由度，促進(jìn)重量?jī)?yōu)化。
該聯(lián)盟在今年1月20日聯(lián)合簽署了TAPAS 2的合同。TAPAS2目前已進(jìn)入啟動(dòng)模式，沿用了TAPAS 1的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高技術(shù)成熟度。Offringa表示，這項(xiàng)技術(shù)是非常有前景而且是值得研究的，他非常有信心熱塑性復(fù)合材料將繼續(xù)在商業(yè)航空航天領(lǐng)域證實(shí)其可行性。
對(duì)于抗扭箱的研究，他人為，目標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括生成可允許的、合格的材料和工藝；開發(fā)一個(gè)可以存放燃料的“濕”箱；使用可焊接到蒙皮上的一個(gè)零件作為梁。Offringa說，TAPAS2希望在2015年末將干抗扭箱的技術(shù)成熟度提高到6，同時(shí)有幾個(gè)能引起實(shí)際應(yīng)用興趣的機(jī)身。機(jī)身板希望能在2017年達(dá)到技術(shù)成熟度4。
機(jī)身板的主要挑戰(zhàn)在于控制蒙皮厚度，特別是對(duì)于A320或B737這樣尺寸的單通道飛機(jī)。這些層壓板相對(duì)薄，Offringa說，基于荷載的設(shè)計(jì)是薄的，但局部荷載作用下，如冰雹撞擊或維修工具沖擊，需要對(duì)厚度加厚。對(duì)于這些薄結(jié)構(gòu)，韌性材料更合適，但實(shí)際的問題是：蒙皮在滿足多有需求的情況下到底能夠達(dá)到多?。?br />
長(zhǎng)期發(fā)展而言，希望熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)能夠被證明是窄體飛機(jī)項(xiàng)目的可行性選擇。除了熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，空客也正在考慮和密切關(guān)注鋁和熱固性預(yù)浸料。
在TAPAS2 2400萬歐元的預(yù)算中，60%來自于聯(lián)盟成員，其余由荷蘭政府以無風(fēng)險(xiǎn)貸款的方式提供。當(dāng)該項(xiàng)目有收益時(shí)，開始向荷蘭政府償還貸款。（中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心 胡燕萍）
除了空客，TAPAS還包括新西蘭的一系列復(fù)合材料供應(yīng)商、復(fù)合材料零件生產(chǎn)商和學(xué)術(shù)研究所，如項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者福克航空結(jié)構(gòu)公司（Hoogeveen）、位于海牙的Airborne技術(shù)中心和Kok & Van Engelen, 阿爾克馬爾的荷蘭熱塑性部件公司、Technobis 纖維技術(shù)公司 (Uitgeest)、TenCate 先進(jìn)復(fù)合材料公司(Nijverdal),位于代爾夫的 KE-works,CoDeT and Technische Universiteit Delft公司、位于Enschede的Twente大學(xué)、 位于阿姆斯特丹的國(guó)家航空航天實(shí)驗(yàn)室。
福克公司研發(fā)負(fù)責(zé)人Offringa介紹道，在項(xiàng)目第一階段，即TAPAS1，空客就向聯(lián)盟提出了熱塑性復(fù)合材料機(jī)身結(jié)構(gòu)的需求。福克公司增加了抗扭箱（典型的如尾翼和機(jī)翼）的研究，作為熱塑性復(fù)合材料的另一個(gè)應(yīng)用部位。使用的材料是利用赫氏AS4纖維制成的新的TenCate定向碳纖維預(yù)浸料和Arkema公司的PEEK樹脂基體，加工工藝使用自動(dòng)纖維鋪放、壓力成型和焊接。
Offringa表示，2013年的研究成果是一個(gè)驗(yàn)證機(jī)身板，技術(shù)成熟度到3；以及一個(gè)12米（39英寸）用于尾翼結(jié)構(gòu)德抗扭箱，技術(shù)成熟度為5。（最大技術(shù)成熟度9以為這個(gè)零件或結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)過了完全的測(cè)試和操作）他認(rèn)為試驗(yàn)結(jié)果是鼓舞人心的。與熱固性復(fù)合材料構(gòu)件相比，該熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件減重10%，主要原因是熱塑性樹脂固有的韌性更能阻止裂紋擴(kuò)展，因此，允許使用更薄的層壓板。更進(jìn)一步而言，蒙皮設(shè)計(jì)和更高剛度的需求被分隔開來，放寬了設(shè)計(jì)自由度，促進(jìn)重量?jī)?yōu)化。
該聯(lián)盟在今年1月20日聯(lián)合簽署了TAPAS 2的合同。TAPAS2目前已進(jìn)入啟動(dòng)模式，沿用了TAPAS 1的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高技術(shù)成熟度。Offringa表示，這項(xiàng)技術(shù)是非常有前景而且是值得研究的，他非常有信心熱塑性復(fù)合材料將繼續(xù)在商業(yè)航空航天領(lǐng)域證實(shí)其可行性。
對(duì)于抗扭箱的研究，他人為，目標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括生成可允許的、合格的材料和工藝；開發(fā)一個(gè)可以存放燃料的“濕”箱；使用可焊接到蒙皮上的一個(gè)零件作為梁。Offringa說，TAPAS2希望在2015年末將干抗扭箱的技術(shù)成熟度提高到6，同時(shí)有幾個(gè)能引起實(shí)際應(yīng)用興趣的機(jī)身。機(jī)身板希望能在2017年達(dá)到技術(shù)成熟度4。
機(jī)身板的主要挑戰(zhàn)在于控制蒙皮厚度，特別是對(duì)于A320或B737這樣尺寸的單通道飛機(jī)。這些層壓板相對(duì)薄，Offringa說，基于荷載的設(shè)計(jì)是薄的，但局部荷載作用下，如冰雹撞擊或維修工具沖擊，需要對(duì)厚度加厚。對(duì)于這些薄結(jié)構(gòu)，韌性材料更合適，但實(shí)際的問題是：蒙皮在滿足多有需求的情況下到底能夠達(dá)到多?。?br />
長(zhǎng)期發(fā)展而言，希望熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)能夠被證明是窄體飛機(jī)項(xiàng)目的可行性選擇。除了熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，空客也正在考慮和密切關(guān)注鋁和熱固性預(yù)浸料。
在TAPAS2 2400萬歐元的預(yù)算中，60%來自于聯(lián)盟成員，其余由荷蘭政府以無風(fēng)險(xiǎn)貸款的方式提供。當(dāng)該項(xiàng)目有收益時(shí)，開始向荷蘭政府償還貸款。（中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心 胡燕萍）
魯ICP備2021047099號(hào)