Ett enklare recept för flygplan

Kompositmaterial som används i flygplansvingar och flygkroppar tillverkas vanligtvis i mycket stora ugnar i husstorlek: flera polymerskikt blästras med temperaturer på upp till 400 °C för att bilda ett fast, fjädrande material. Med detta tillvägagångssätt krävs avsevärd energi för att värma först ugnen, sedan gasen i ugnen och slutligen den faktiska kompositen.

En ny film av kolnanorör härdar kompositer för flygplansvingar och flygkroppar men använder bara 1 procent av den energi som krävs av traditionella ugnsbaserade tillverkningsprocesser.

Flygingenjörer vid MIT har nu utvecklat en nanorörsfilm av kol som kan uppnå samma mål utan dessa massiva ugnar. När den lindas över en flerskiktspolymerkomposit och ansluts till en elektrisk strömkälla för att värma upp den, stimulerar filmen polymeren att stelna.

Gruppen testade filmen på ett vanligt kolfibermaterial som används i flygplanskomponenter och fann att det skapade en komposit lika stark som den som tillverkas i konventionella ugnar - med bara 1 procent så mycket energi.

Det nya tillvägagångssättet utanför ugnen kan erbjuda en mer direkt energibesparande metod för att tillverka praktiskt taget vilken industriell komposit som helst, säger Brian L. Wardle, SM '95, PhD '98, professor i flygteknik och astronautik vid MIT.

Vanligtvis, om du ska laga en flygkropp för en Airbus A350 eller Boeing 787, har du ungefär en fyra våningars ugn som kostar tiotals miljoner dollar i infrastruktur som du inte behöver, säger Wardle. Vår teknik placerar värmen där den behövs, i direkt kontakt med den del som monteras. Se det som en självvärmande pizza... Istället för en ugn ansluter du bara pizzan till väggen och den lagar sig själv.

Wardle säger att nanorörsfilmen, som bara är en bråkdel så tjock som diametern på ett människohår, också är otroligt lätt. Efter att den har smält ihop de underliggande polymerskikten, griper den in i kompositen, vilket ger en försumbar vikt.

Teamet arbetar med industriella partners för att skala upp tekniken så att kompositerna kan användas för att tillverka flygplanskroppar och vingar.

Forskarna, inklusive MIT doktorander Jeonyoon Lee och Itai Stein och Seth Kessler '99, SM '00, PhD '02, från Metis Design Corporation, publicerade sina resultat i tidskriften ACS tillämpade material och gränssnitt .

Dölj