柔性印刷電路和集成天線和傳感器的航空結構先進概念（ACASIAS- Advanced Conceptsfor Aero?Structures with Integrated Antennas and Sensors）聯盟。

無限長度的柔性印刷電路

今年早些時候，Trackwise（英國格洛斯特郡）運送了一條26米長的多層柔性印刷電路板（FPC-flexible printed circuit ），據信是有史以來生產時間最長的，用于在太陽能無人機（UAV-unmanned aerial vehicle ）的機翼上分配電力和控制信號。事實上，Trackwise為這架無人機提供了50多個FPC，與使用傳統線束為飛機供電和控制相比，重量減輕了60%。

這種重量減輕使美國制造的無人機能夠實現更高的有效載荷和/或更高的速度和航程。Trackwise使用改進的線束技術（IHT-Improved Harness Technology ）制造FPC，這是一種獲得專利的卷到卷（reel-to-reel ）制造技術。IHT克服了傳統的制造限制，這些限制使大多數FPC的長度保持在兩米以下，并使Trackwise能夠生產無限長度的FPC。

Trackwise制造的5米長、6層柔性PCB。

Trackwise為26米翼展無人機交付的FPC基于聚酰亞胺基板。它們的平面結構比傳統布線散熱更好，在給定重量的銅導體下具有更高的載流能力。其他好處包括：

• 印刷制造確保電路的一致性
• 需要更少的連接點，從而提高了可靠性
• FPC比線束更容易安裝，減少了無人機的組裝時間和成本。

Trackwise首席執行官菲利普·約翰斯頓（Philip Johnston）表示，這些長而輕的柔性多層印刷電路板（柔性PCB）正在出現許多新的航空航天和汽車應用。這兩個行業都在推動電氣化，同時需要更多的傳感器和控制。

復合材料中的FPC？

想知道Trackwise是否將這種FPC嵌入復合材料中，我開始與Trackwise銷售和營銷總監尼爾·巴特萊特（Neil Bartlett）進行討論。他承認：“對于我們3月份新聞稿中強調的無人機應用，柔性PCB沒有嵌入復合材料中。”。“然而，它們的平面性質使其完全適合嵌入復合材料中并實現多功能結構。我們正在就將柔性（包括電源和信號變體）納入航空航天、國防和建筑等廣泛的可能應用進行初步討論。Trackwise也是集成天線和傳感器的航空結構先進概念（ACASIAS）的成員，該聯盟由11個合作伙伴組成，正在開發將天線集成到復合材料和飛機結構中的創新技術。”(http://www.acasias-project.eu/)

帶有集成刀片VHF（甚高頻）天線的智能翼梢小翼。

加強正交網格機身面板，用于集成Ku波段衛星通信天線陣列。

主動結構聲學控制系統，可降低CROR機艙噪音，對重量的影響最小。來源|http://www.acasias-project.eu/files/Acasias_poster_v2.pdf

巴特萊特說，使用IHT和復合材料制成的柔性PCB在市場上具有很強的協同作用，將它們組合/嵌入的優勢令人信服，包括：

• 減輕重量（省去固定裝置）
• 復合材料提供的堅固性/保護性提高=可靠性提高/維護減少
• 減小空間包絡=提高有效載荷能力/結構效率
• 改進的安裝=更少的勞動力接觸點（提高的可靠性），更少的時間和成本。

這款嵌入玻璃纖維復合材料中的演示柔性天線由Trackwise與Rockwood Composites合作制造，并在2019年JEC World上展出。

向前邁進

IHT的收入增長了217%，客戶和發展機會從2018年初的7個增加到2019年3月的45個。Trackwise還安裝了兩條新的生產線。

ACASIAS的幾個項目將在2019年歐洲多功能結構會議（EMuS，6月11日至12日，西班牙巴塞羅那）上展示，該會議由ACASIAS協調員荷蘭航空航天中心（NLR，Marknesse）的哈曼·希珀斯（Harmen Schippers ）博士共同主持。亮點包括：

• 空中客車防務與航天公司已經探索在客機的機翼到機身整流罩中嵌入一個在Ka波段工作的電子可操縱衛星通信天線。該項目部分由Clean Sky 2資助，包括合作伙伴GILAT、RAYSAT和FBM復合材料有限公司。
• NLR正在探索一種正交網格結構，將方形天線元件集成到復合機身中，使用無線電透明玻璃纖維蒙皮和碳纖維復合肋。
• 德國航空航天中心（DLR）和中國中航工業北京航空材料研究所（BIAM）研究了使用再生碳纖維來提高生物復合材料的機械強度和多功能方面，通過ECO-COMPASS項目研究了用于電磁干擾（EMI-electromagnetic interference ）屏蔽和雷擊保護（LSP-lightning strike protection ）的導電復合材料。

------ 完 ------

原文見，《Advancing multifunctional composite wings and fuselage structures》2019.6.13

楊超凡 2024.9.10