美国空军研究实验室开发了一种新的飞机发动机进气道制造工艺
导读：据afresearchlab网站3月31日报道 ， 美国空军研究实验室正在开发一种新的飞机进气道制造工艺 ， 制造了约3.4米（11英尺）长 ， S形状的发动机进气道 ， 并在正在进行成本和时间方面的收益评估 。
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【美国空军研究实验室开发了一种新的飞机发动机进气道制造工艺】飞机发动机进气道为发动机压气机提供恒定的空气供应 ， 以防止压气机失速 。 由于进气口直接暴露在冲击气流中 ， 因此进气口必须产生尽可能小的阻力 。 进气道中出现一个小的间隙可能就会导致发动机发展故障或者严重的效率损失 。
根据《美国空军2030年科学和技术战略》 ， 其中重要的一个部分就是大规模部署低成本无人机系统 ， 以协助未来的近距离交战 。 为了实现这一愿景 ， 需要确定新的制造策略 ， 这些策略可以支持快速低成本的制造高质量航空部件 ， 其新工艺的成本低于使用传统制造工艺成本 。
如果进气管要保持其提供空气流量充足空气且最小湍流的功能 ， 则它必须干净无瑕 。
美国空军研究实验室（AFRL）的制造和工业技术部门以及基石研究小组 ， A&PTechnology和Spintech公司的联合团队进行了研究 ， 用新颖的工艺代替传统制造工艺来制造了约3.4米（11英尺）长 ， S形状的发动机进气道 。
进气道的传统制造工艺是手动的通过多件钢制型芯（模具）将复合材料预浸渍在合成树脂中 ， 然后放到高压釜中进行加工 ， 由于高压釜本质上是一个加热的压力容器 ， 其可以提供热量以激活树脂固化和压力 ， 以确保在完全固化的复合材料进气道中具有最小的吸水性 。
而新的方法则采用自动包覆编织工艺代替了手工涂覆的复合材料预浸料 ， 然后将干纤维直接应用到钢制型芯上 ， 同时将非常笨重的多件钢制型芯替换成轻便的单件形状记忆聚合物行芯 ， 并使用真空辅助树脂传递模塑工艺和低成本环氧树脂加工干编织碳纤维 。
该项目的主要目标之一是了解引入新工具和加工解决方案所带来的零件成本和生产时间收益 。
目前研究团队已经完成了编织层架构元素的最终分析 ， 形状记忆聚合物成型工具的制造以及单件形状记忆聚合物型芯的构建 。
由于进气道的几何复杂性 ， 必须进行多次迭代才能优化编织网的机器设置 ， 从而最大程度地减少复合材料起皱 。 研究团队总共将制造四个进气道 ， 并将新工艺与传统工艺的成本、生产时间进行比较 。
AFRL制造和工业技术部门低成本飞机技术计划制造负责人克雷格-尼斯恩（CraigNeslen）表示：“我们相信 ， 引入可重复使用的形状记忆聚合物型芯、自动编织层工艺和基于烤箱的VARTM复合材料固化技术 ， 将显着降低成本和缩短周期时间 。 量化制造收益和验证结构完整性对于建立积极的业务案例 ， 以及说服设计师和制造商将新材料和新工艺纳入未来的低成本发动机进气道设计中至关重要 。 ”
最终的进气道产品将交付给政府 ， 以进一步整合到航空航天系统局的补充机身设计和制造计划中 。 航空航天飞行器部门的人员将集成飞机和新工艺生产的进气道进行进一步的地面静态测试 。
航空航天飞行器部门的航空工程师雷-费舍尔（RayFisher）表示：“虽然我们还没有定义耐磨耗性对设计标准以及所使用的最终制造材料和工艺的所有影响 ， 但我们确实有一个基线 ， 该基线具有强度和刚度的阈值要求 ， 我们将通过全面的机身地面测试来评估该要求 。 ”
空军研究实验室（AFRL）是美国空军的主要科研开发中心 ， 其在九个技术领域拥有超过11,000名员工 ， 在全球范围内拥有40个其他业务部门 ， 提供从基础研究到高级研究与技术开发的广泛科学技术组合 。
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