近，由英國創新機構 Innovate UK共同資助的一個新項目，在先進復合材料結構的專業公司Carbon ThreeSixty的領導下，正在開發一種革命性的全復合材料的直升機機輪。

　　這一名為NATEP的項目，從2021年1月1日啟動，為期18個月，旨在利用聯盟的綜合專業知識，來設計、開發和制造一種超低重量、堅固且經過概念驗證的碳纖維增強塑料（CFRP）的飛機機輪，用于旋翼飛機。

由CFRP制成的機輪能提供顯著增強的力學性能，該材料的密度大約只有金屬的一半

　　
由CFRP制成的飛機機輪，能提供顯著增強的力學性能，該材料的密度大約只有金屬的一半。與鋁合金相比，由CFRP制成的機輪更輕、性能更高且使用壽命更長。

 

現有的輕金屬合金直升機輪子，可能會遭受不希望的疲勞破損，而且還不得不承受相對惡劣的環境，從而要求在飛機使用壽命期間作定期的預防性維護和維修保養。

　　
而先進復合材料的纖維微觀結構和樹脂穩定性，則意味著可以通過優化設計來顯著提高疲勞壽命和耐腐蝕性能，而且這種材料要比鍛鋁輕約30%～40%，并能夠改善NVH性能。

　　
重量的降低使得飛機的飛行效率更高、運行距離更長且負載能力更強，這為選擇使用低功率密度的推進系統如電池電力帶來了可能。復合材料的機輪還可以與現有機輪互換，用于翻新改造。

　　
Carbon ThreeSixty公司的總經理Ed Allnutt表示：“將先進的復合材料與工藝技術用于飛機機輪的制造，這是高度創新的重要一步。我們在其他復合材料輪子的應用中所積累的經驗表明，與鍛鋁相比，減輕30%～40%的重量完全可以實現。我們相信，先進復合材料飛機機輪的關鍵賣點在于疲勞壽命和失效模式的改善，這將延長機輪的使用壽命，并提高安全性能。”

　　
該項目將采用尖端的復合材料制造技術，如訂制的纖維鋪放（TFP）、編織和非熱壓罐工藝，以確保生產的可重復性和可擴展性，同時，利用新的產品和工藝設計，來使合作伙伴們能夠保護成功生產這種產品所需的知識產權。

　　
作為該聯盟中的一員，NCC 的技術項目負責人Alex Doyle補充道: “在過去的10年里，隨著樹脂系統韌性的提高、碳纖維價格的降低以及加工過程自動化程度的提高，復合材料的輪子逐漸變得可行，這在汽車車輪市場已經得到了見證。當然，航空應用更具挑戰性。成本的變化，加上技術的進步，是當前復合材料輪子在航空領域的應用變得切實可行的主要原因。”

　　
該項目的研究范圍包括提出直升機機輪的規范要求，以及進行設計、開發、制造、檢驗和測試，所考慮到的所有航空要求，都要與Leonardo Helicopters UK公司為一個秘密平臺提供的規范保持一致。

　　
“我們非常希望能參與這項技術的開發。使用復合材料，可以使每個5kg重的合金輪子減輕大約 1.5kg 的重量，這樣，一架飛機4個輪子就可以減輕6kg 的重量，意味著飛機在超過12000小時的使用壽命期間幾乎能節省 1000 加侖的燃料，相當于減少了大約12噸的CO2排放量。” Leonardo Helicopters UK公司Adrian Smith表示。

　　
該項目的終成果將包括12個經過完全測試驗證的概念機輪，以及一種設計、制造方法。