莱昂纳多(Leonardo)公司团队于今年牵头启动了NATEP项目,项目周期18个月,预算经费25 万英镑,旨在开发一种革命性的全复合材料直升机轮毂。项目交付物包括12 种通过全面测试的轮毂概念及相关设计和制造方法等。
这种直升机轮毂由碳纤维复合材料(CFRP)制成,采用定制纤维铺放(TFP)、编织和热压罐等先进工艺,可确保较高的一致性和可扩展性。这种新型轮毂的密度只有轻质金属材料(如常用的铝合金、镁合金)轮毂的一半,但机械性能更强,具有超轻、坚固耐用等特性。CFRP 轮毂采用先进的纤维复合材料结构及稳定树脂材料,能够提升轮毂部件的抗疲劳寿命和耐腐蚀性能。与铝合金相比,CFRP 轮毂重量减轻约30%~40%,并显著增强NVH(噪声、振动和粗糙度)性能。
同时,其先进复合材料制造工艺具有极高的可复用性,随着材料与工艺技术的成熟,树脂材料韧性提升,碳纤维价格下降,整体制造过程自动化程度大幅提升,CFRP 在航空航天领域的应用成效日益显现。另外,复合材料轮毂在设计方面与原有轮毂保持高通用性,能够降低日常改装的时间和人力成本。目前,项目的研究成果拟广泛推广应用到航空航天各个领域,前景十分广阔。