熱塑復材外翼翼盒
歐洲項目利用樹脂注入和熱塑性復合材料技術推進OOA外翼翼箱。
空中客車C295飛行試驗臺2(FTB#2)成功完成了飛行活動,測試了一種新的半變形機翼,以及一種新型復合材料外翼箱的地面結構測試。
據清潔航空計劃報道,綠色支線飛機計劃的飛行試驗臺2(FTB#2)—空中客車C295的改進版——已成功完成其飛行試驗活動。該飛機標志著下一代可持續航空技術進步的重要里程碑,它集成了先進的空氣動力學、創新的飛行控制和新的復合材料技術,以提高效率并減少排放,包括:
- 在支線飛機多任務場景中,二氧化碳和氮氧化物排放量減少高達43%和70%,起飛時噪音減少45%。
- 成功測試了半變形機翼、動態小翼和先進的飛行控制系統,以優化氣動性能。
- 創新的制造工藝,包括增材制造和一次性復合材料組裝,以提高生產效率。
在遏制航空對環境影響的全球壓力日益增加的背景下,這些綜合成就是及時的。更嚴格的碳排放法規,加上社會對可持續發展的需求日益增加,正在推動對更環保的航空旅行的需求。FTB#2演示機的成功飛行凸顯了歐洲在可持續航空領域的領導地位,并強調了“清潔天空2號”(即現在的“清潔航空”)倡議在引領這些重要進步方面的重要性。
通過將這些設計/制造要素與C295飛行演示飛機的其他空氣動力學增強相結合,如輕質復合材料和更高效的推進系統,飛行測試活動取得了成功??偟膩碚f,這些修改優化了燃料消耗,同時保持了飛機的可靠性和多功能性。飛行過程中收集的數據提供了對現實世界性能的寶貴見解,證實了這些創新的有效性。
FTB#2多任務平臺測試
正如清潔航空項目官員科斯坦·西普里安·米格蘭所解釋的那樣,FTB#2是一個多任務平臺,可以支持一系列角色的多種配置。Miglan說:“例如,它可以用來運送乘客、運輸物資或人道主義援助,或者飛機還可以配備阻燃物質并用于撲滅野火。”。
飛行測試活動包括在17個飛行小時內進行的12次成功飛行,所有計劃的測試點都已完全實現。結果非常令人滿意,證實了機上測試的關鍵技術的成熟度。其中包括復合材料外部機翼盒和變形控制表面的創新。
提高復合材料的使用
此次飛行活動得到了熱壓罐外(OOA- out-of-autoclave )固化碳纖維增強塑料(CFRP)外翼箱的地面演示的補充,該外翼箱基于高度集成的設計,最大限度地減少了使用兩種不同材料和制造工藝的組件。第一種是液體樹脂注入(LRI- liquid resin infusion),用于下蒙皮,將翼梁、長桁和主結構整合到一個一次性注入的部件中。第二種是使用自動鋪絲(AFP)進行原位固結(ISC- in situ consolidation ),以生產具有集成長桁的熱塑性復合材料(TPC)上壁板。與等效的傳統部件相比,這總共使重量減輕了5.6%。
基于單次多翼梁扭轉箱(與傳統結構相比可節省20%的重量)的高度集成的復合材料小翼也進行了從細節到全尺寸的全面結構測試。由于在制造過程中減少了鉚接,這種改進的小翼也降低了成本。
在評論飛行和地面測試的分步過程時,Clean Aviation的米格蘭解釋說:“第一步是飛行測試;第二步涉及其他技術的進一步成熟,但僅限于地面,如外翼箱和可移動表面的驅動系統。飛行測試是Clean Sky 2的一個重要里程碑。在這次戰役中,從發動機到翼尖的整個外翼都被完全更換了。這一成就是機身和區域平臺下多個“核心合作伙伴”和“征求建議書”項目的結果,所有這些項目都由空中客車防務與航天公司整合。”
克服發展中的挑戰
開發C295演示器并非易事。該項目面臨著幾個必須解決才能取得成功的挑戰。
“將多個先進系統合并到現有飛機中,同時確保符合安全規定,需要精確的集成策略,”強調米格蘭。“與新的空氣動力學設計、復合材料和推進技術相關的工程挑戰必須通過嚴格的測試和迭代來克服。協調各歐洲合作伙伴之間的努力——每個合作伙伴都貢獻專業知識——需要強有力的協調和溝通。滿足嚴格的航空認證標準是確保所有新技術在未來應用中安全可行的另一個關鍵因素。”
盡管存在這些挑戰,但該項目的成功突顯了合作創新在推進可持續航空方面的優勢。展望未來,空中客車防務與航天公司將繼續為清潔航空的下一階段做出貢獻。從C295演示機中獲得的經驗將為未來的項目提供信息,確保航空可持續性的持續進展。該項目產生了寶貴的見解,可能會導致進一步的技術創新和商業應用。
環境效益
FTB#2演示機為環保型支線飛機運營設定了新的標準。旨在降低噪音、二氧化碳和氮氧化物排放的先進材料、創新技術和空氣動力學改進的結合超出了最初的預期。
“在典型的搜救任務中,我們估計這些創新可以在典型的400海里搜救任務中減少高達43%的二氧化碳排放和70%的氮氧化物排放,同時在起飛時減少45%的噪音,”空中客車防務與航天公司清潔天空2項目前總工程師路易斯·貝尼特斯·蒙塔涅斯說,他領導了FTB 2項目的空中客車方面。“這些改進不僅支持空客的可持續發展目標,而且為全球更環保的航空旅行選擇鋪平了道路。”
該項目從2014年持續到2024年,由12個國家的60多個研究和學術機構、工業合作伙伴和技術提供商組成的聯盟開發、改進和整合了C295演示器的技術。
空中客車防務與航天公司(前身為EADS-CASA)領導了新技術的集成和測試。C295演示機的總預算為1.025億歐元,其中5540萬歐元專門用于清潔天空2號飛機計劃,4710萬歐元分配給支線飛機(REG)創新機身技術演示機(IATD)計劃。歐盟對飛機框架FTB#2的捐款為2770萬歐元,另外還有2355萬歐元用于REGIATD,總計5125萬歐元。
補充說明
有關綠色機翼的具體細節,請參見2025.5.22的《新支線飛機熱塑性復材變形級翼》文章。
原文,《Clean Aviation's regional aircraft technology testbed #2 demonstrates advances with composites》 2025.8.1
楊超凡 2025.8.3










































