Kompozitní experimentální letoun X-55 ACCA

Foto: Lockheed Martin X-55 ACCA (Advanced Composite Cargo Aircraft); větší foto /  Lockheed Martin
Lockheed Martin X-55 ACCA (Advanced Composite Cargo Aircraft); větší foto /  Lockheed Martin

Zřejmě jedním z nejméně nápadných experimentálních amerických letadel „X“ je stroj Lockheed Martin X-55 ACCA (Advanced Composite Cargo Aircraft). Testování letadla skončilo s úspěchem před několika lety. I když letadlo nevyniklo exotickými tvary, otestovalo technologie, které přinesou revoluci do konstrukci velkých letadel i vrtulníků. 

Letadlo X-55 ACCA vzniklo v rámci programu Composite Affordability Initiative výzkumn é laboratoř e amerického letectva AFRL (Air Force Research Laboratory). Cílem programu byl o prozkoumat možnosti stavby letadla pomocí velkých vláknových kompozitních konstrukčních celků.

Klasický drak letadla nebo vrtulníku je postaven z řady kovových dílů a z desít e k tisíc kusů spojovacího materiálu (nýty, šrouby). S využitím speciálního kompozitního materiálu lze přitom vyrábět velké a tvarově komplikované konstrukční celky.

Takovým způsobem lze snížit množství dílů, spojovacího materiálu a také množství následujících strojních úprav (vrtání, frézování). Zjednodušuje a zlevňuje se tak výroba, logistika a údržba.

AFRL zadala firmě Lockheed Martin úkol vyvinout letecké kompozitní díly, včetně technologie výroby, a otestovat je na menším dopravním letadle. Výchozím letounem pro přestavbu se stal stroj Fairchild Dornier 328JET s nosnost í 3,5 tuny užitečného nákl a du nebo 34 pasažérů.

Inženýři z původního letadla ponechali pouze příď s kabinou, křídla s motory, zadní horizontální stabilizátor a směrovku. Celou střední část, včetně nové nákladové rampy, dveří a t a ké svislou ocasní plochu sestavili z velkých kompoz i tních celků .


Propagační video projektu

Na rozdíl od standardní verze X-55 ACCA získal o něco širší trup schopný pojmout standardní nákladní palety 463L a zadní sklopnou nakládací rampu.

Kompozitní díly (sendvičová směs uhlíkových a aramidových tkanin) se vytvrzovaly za nižších teplot a tlaků, než při klasickém vytvrzování kompozitů v autoklávu. Výroba navíc probíhala v energeticky a rozměrově nenáročných výrobních zařízeních.

Konstruktérům se podařilo pomocí kompozitních dílů s nížit hmotnost letadla a zároveň posílit pevnost trupu. Zvolený vláknový k ompozitní materiál navíc vykazuje větší životnost a odolnost proti korozi něž klasické kovové materiály.

Podařilo se o 90 % snížit počet dílů letadla. Původní úsek draku Fairchild Dornier 328JET obsahoval 3000 dílů a 30 000 spojovacích částí. X-55 měl v daném úseku draku jen 300 dílů a méně než 4000 k u sů spojovacího materiálu.

Celý projekt však byl vysoce experimentální. Letadlo se dostalo do vzduchu celkově dvacetkrát. Při každém letu 600 senzorů zaznamenávalo chování kompozitních dílů při letu.

Projekt skončil úspěchem. Projektovému týmu se podařilo prokázat, že při výrobě draku letadla lze zjednodušit výrobní postupy, snížit náklady, časovou náročnost, snížit počet dílů a přitom zvýšit pevnost a životnost konstrukce.

Zdroj: Foxtrot Alpha

Nahlásit chybu v článku

Doporučte článek svým přátelům na sociálních sítích

Související články

SOSITE: Nová strategie válčení

Americká Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů DARPA (Defense Advanced Research ...

Bojové nasazení a budoucnost F-22A Raptor

F-22A Raptor je prozatím jedinou operačně nasazenou stíhačkou 5. generace. Americké letectvo dosáhlo ...

Letadlo 6. generace – stíhačka nebo bombardér?

Ve Spojených státech běží koncepční práce na novém bojovém letadle, které v budoucnu nahradí bojová ...

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

Zvýraznit zeleně příspěvky za posledních:
  • Muž, co zírá na kozy
    20:07 14.04.2015

    Zrovna před měsícem vyšel v Letectví článek o vrtulnících NH-90, které jsou velmi progresivní, mj. i co se týče použití kompozitních materiálů. Ze zkušeností uživatelů vyplynulo, že kompozitní celky se příliš nehodí na nákladové rampy, podlahy apod, zkrátka všude tam, kde přichází do styku s nešetrným zacházením obsluhy a jsou poměrně snadno náchylné na poškození při používání hrubé síly, které se v běžném provozu nelze vyhnout.

  • dexnom
    19:09 14.04.2015

    @petr.svetr: ve sve podstate neexistuje zpusob jak zatim vyrobit kompozit 3D tiskem.
    kompozit se sklada z vice materialu, kazdy se specifickymi vlastnostmi + ve svem souctu s unikatnimi vlastnostmi.
    3D tisk v soucasne dobe pouziva pomerne jednoduche materialy na bazi polymeru a podobnych nebo pokrocilejsi kovove materialy, ale stale jen v ramci moznosti nanaseni v normalnich podminkach (neni zvyseni tlak ani teplota) zatimco hi-tech kompozitni materialy se vyrabeji vetsinou za pouziti vysokych tlaku a teplot (v zasade se vetsinou jedna o slisovani jednotlivych materialu do jednoho - hodne zjednodusene)

  • dexnom
    19:04 14.04.2015

    @RiMr71: rozhodne to neni o kompozitech delanych na "kolene"
    je to vyrobe velkych casti letadla z kompozitnich materialu coz normalni materialy neumoznuji a je nutne pak letadlo montovat z obrovske casti jednotlivych dilu

    @Tom90: kdyz zacal hlinik taky v nej mnoho experu neverilo a bla bla..klasicky strach z novych materialu...kazdy kompozit ma sve vlastnosti (kompozit znamena slozeny z vice materialu), ale to byl prave hlinik take..dnes mame nepreberne mnozstvi hliniku s naprosto specifickymi vlastnostmi.

  • Tom90
    18:23 14.04.2015

    Vrata: Neni to obrovska skepse vuci kompozitum, spis je to poukazani i na druhou stranu veci. Nic neni jen nejlehci, nejpevnejsi a nej, nej, nej.Ma to i stinne stranky, sve klady a zapory. A v mirovych dobach se letadlo pri poskozeni odstavi prinejhorsim a opravi pozdeji.Ve valce to jde tezko.

    Dnes jsou kompozity velmi popularni, nicmene v leteckem prumyslu je pomerne dost lidi co zkompozitu tak nadseni nejsou.

    RiMr71: nesouhlasim s tim, ze ty kompozity tvorili na koleni, o tom v clanku nepisi, je tam jen receno ze vse bylo vytvoreno v energeticky a rozmerove nenarocnych zarizenich....pod tim si lze predstavit cokoliv. A pokud to budu delat opravdu na koleni, predpisy mi predepisou takove koeficienty bezpecnosti, ze je otazkou zda by to hmotnostne nevychazelo lepe z toho plechu.

  • Adanedhel
    18:07 14.04.2015

    Jo, já článku rozumněl a nehádám se, akorát chci jen podotknout, že už výrobci toho slibovali často tolik a pak reálné zkušenosti byly diametrálně odlišné.¨To s tím 3D tiskem je dobrý postřeh.

  • RiMr71
    17:26 14.04.2015

    Tenhle "test" ani tak není o využití kompozitů (to už používají prakticky všichni a hodně - od V-22 přes A-380 až po Dreamliner), ale o využití kompozitů dělaných "na koleně", jak je i v článku uvedeno.
    Tudíž s prominutím diskutujete o něčem, co výrobci dávno rozhodli za vás :)

  • petr.svetr
    16:27 14.04.2015

    Zdar
    nepůjde spíš o to,že by se ty kompozitní díly vyráběly pomocí 3D tisku ?Pak by se ty díly vyráběly přímo na bojišti a ve velkých počtech.
    Potom se to prostřelený křídlo veme a vymění celý a je to,ta rychlost výroby bez toho nýtování to bude taky dobrý.
    Zkrátka to bude jako dneska s opravou televize,už se to nevyplatí opravovat a rovnou vám daj nový střeva.

  • Vrata
    16:25 14.04.2015

    Ke zdejsi velke skepsi vuci kompozitum:
    Franzouzka stihacka RAFALE je temer cela z kompozitu a funguje, zda se, dobre.

  • Charlie
    15:51 14.04.2015

    Trochu mi to připomíná dávnou diskuzi o pontonech. Celé to bylo o tom, že západní pontony měly při stejné velikosti nižší hmotnost a tudíž i vyšší nosnost, respektive při stejné nosnosti mohly být menší než naše zavedené pontony. Jenže celé to bylo dáno knstrukcí z hliníku, což ovšem znamená, že jakýkoliv průraz musíte vařit v dílně k tomu vybavené (čili svářet v ochranné atmosféře), zatímco naše ocelové PMS spraví každý kutil s obyčejnou trafačkou.

    Tady to bude asi obdobný problém - přeražené žebro nebo nosník pozná každý, zatímco jestli ty díry už vážněji narušují pevnost materiálu mechanici nemusí vědět. Takže v míru nebo těch policejních operacích se letadlo odstaví a bude se řešit se specialisty, jestli je možná oprava nebo se musí díl měnit (a výrobce bude chtít výměnu, aby se nakapsoval na náhradních dílech). Ve válce? No, k té doufejme nikdy nedojde.

  • Jarda Deml
    15:48 14.04.2015

    Ahoj. Ona ta technologie oprav kovových konstrukcí co se týče oprav poškození( ať bojových a nebo běžných provozních) není kdovíjaká. Všechno má svoje pravidla. Například při poškození vzniklém nějakým tvrdším přistáním lze předpokládat nějaké zkroucení draku, poškození závěsů křídel, podvozku, nedejbože vytržení těchto částí. oprava je pak poměrně dost složitá, zdlouhavá a většinou i nemožná( prostě drahá). Pak se musejí tyto velké poškozené části (trup, křídlo) hodit do přípravků (pěkně velkejch a těžkejch) a opravovat, rovnat, atd.. A i nýtování má svoje úskalí v podobě vytvrzování nýtů a podobně... Dost podobný to bude i u těch kompozitů. Koneckonců víme jak se například opravují rozlámané větroně. Podle mě je největší nevýhoda kompozitů psychický blok. Posledních dejme tomu 80 roků jsme zvyklí na "nejtky" a plechy a ted najednou "hadry" a lepidlo..

  • Tom90
    15:17 14.04.2015

    Kompozity jsou ted strasne popularni a in, nicmene ja v nich zase uplne nevidim vseobecnou zachranu a svaty gral co se tyce materialu pro stavbu.

    Vyroba a jeji uroven se samozrejme lisi podle toho zda si to vyrabi clovek v garazi nebo je to vysoce specializovana firma se zakazkou z NASA. Nicmene i tak je slozite zarucit mechanicke vlastnosti a pracuje se s pomerne vysokymi koeficienty bezpecnosti. Dalsim problemem je prave spojovani kompozitu, kdy mechanicke spojeni pomoci sroubu apod diky otvoru, ktery je nutne vyvrtat (sam o sobe problem - delaminace, zahrivani materialu apod.), tak prichazime klidne i o 50% pevnosti kompozitu. Spojeni lepidlem....zase je problemem reakce matrice s lepidlem atd. Komozitova konstrukce se sice navrhuje jako konstrukce s pripustnym poskozenim, nicmene je problem zase detekce tohoto poskozeni a jeho vlivu na unosnost. A oprava se zda snadna, nicmene jsou potreba specialni pripravky pro vetsi poskozeni, nutnost dokonaleho spojeni puvodni matrice s nvou apd.A opet jak to poradne zkontrolovat.

    Co se tyka pouziti v armade, nedavno L+K byl clanek o NH90, ktery ma kompozitove casti a myslim, ze Nemecko si stezovalo na rychle zniceni myslim podlah apod. exponovanych casti a problematicke opravy techto casti. A uprimne, behem bojoveho nasazeni, kdo bude mit cas zkoumat, jestli 20 der od strepin staci zalepit epoxidem a vymenit je to nutne pri dire cislo 21 a nebo je nutne dil vymenit hned? Nehlede na fakt, ze kompozit nejakou dobu tvrdne, takze neni to letadlo mozne pouzit hned. V tomhle budou plechova letadla mit vyhodu, diry opravit pri zachovani pevnosti zvladne kdekdo se strojnim zamerenim a technologie je dlouho znama a pomerne snadna.U tech kompozitu to tak snadne neni. Nehlede na pouziti kompozitu u letounu pro nezpevnene plochy apod....kdejakej kaminek hrozi problemem. A o vodivosti kompozitu (i kdyz existuji zpusoby jak ji zvysit) ani nebudu zacinat.

    Tudiz si myslim, ze kompozity jsou vhodne pro civilni letectvi ve vyspelem svete jako je Evropa, Severni Amerika, ale pro armadu a bojove nasazeni to nejvhodnejsi cesta neni.

  • Adanedhel
    14:18 14.04.2015

    Díky za vysvětlení. Jakž takž jsem tomu porozumněl. Ale přece jen, z těchto materiálů se budou stavět nejen panely, různé montovatelné díly atd., ale hlavně i draky letadel a rámy vozidel, A přece jen mám pocit, že když letadlo dopadne/dosedne při nouzovém přistání a nebude zcela zdemolováno, přijde mi účelnější i třeba díl(y) draku prostě zkontrolovat, a vyměnit chybějící díly. Stejně tak i tank/obrněné vozidlo. Pochybuji, že když např při tvrdém přitání praskne integrální část draku/rámu, půjde toto poškození opravit jednoduchým "slepením"(neberte doslova). Znamená to, že by se snad mělo vyřadit úplně celé letadlo/vozidlo, či jsou tyto materiály přece jen už o něčem jiném, popřípadě, výroba bude o tolik levnější a jednodušší, že se zkrátka vyplatí pořídit celý stroj nový ? Děkuji.

  • mattea
    11:35 14.04.2015

    Adanedhel: plošný (kompozitový) prvek přenáší síly jinak, než soustava jednotlivých prvků. Ten plošný můžete částečně poškodit a pořád bude splňovat svou funkci, zatímco když vyndáte jednotlivé prvky ze soustavy, tak tato svou funkci přestane plnit velmi rychle.

    Z téhle úvahy mi vyplývá, že spoustu průstřelů bude možno jen "zalepit" (aniž by tohle lepení výrazně přidalo na hmotnosti a aniž by zastalo pevnostně funkci nepoškozeného kompozitu v tom místě) a v případě vícečetných průstřelů nebo jiných poškození v kritických místech dílu bude nutné celý díl vyměnit.

  • Blake
    11:31 14.04.2015

    Kompozitny material je od svojej podstaty dost siroky pojem, ak ale ide o laminat, kde material spociva z vrstiev pokladanych v rovnakej rovine, myslim si, ze opravy budu pri roznych kompozitoch velmi podobne, spocivajuce v prekladani slabeho miesta novymi vrstvami, v podstate ako pri pramici.

    Spoje na kompozitoch sa daju robit aj adhezivne, aj mechanicky, ale pri namahanych castiach je mechanicky spoj spolahlivejsi a najlepsie su na tom potom kombinacie. Mechanicky spoj sa potom rozobera tak isto, ako pri beznych materialoch, adhezivny... zalezi na tom, cim sa to lepilo - ako velmi lepidlo zasiahlo do struktury materialu, ci su podmienky, za ktorych vzniknuty spoj pusti (teplota, chemicke prostredie..). Neviem, ako je to pri leteckych materialoch konkretne, ale cakal by som tam skor mechanicke spoje, nez lepene.

  • Charlie
    11:00 14.04.2015

    Mě by zajímalo, kdo to tady mínuskuje, přitom Adanedhelova faktická má smysl a je zcela na místě.

    Zejména u vojenských letounů, kde hrozí poškození průstřely nebo šrapnely, je samozřejmě opravitelnost jedna z důležitých vlastností, a skladovat kusy hliníku nebo malá, zaměnitelná žebra je jedna věc a obří kompozitní díly druhá. Je možno "zalepit" díru v letadle směsí pryskyřice a textilie, jako se to dělalo u pramic? Nebo je nutno vyměnit celý díl? A jak se tyto díly spojují, lepí se? Jak je to pak s rozpojením takovýchto spojů (nedávno jsme rozebírali slepený zdroj od Applu a bylo to peklo)?

    Já se na tohle téma už chci dlouho zeptat kamaráda, který do tohoto fušuje na ČVUT, kde dělají testy velkých kompozitních dílů (i pro ultralighty).

    Přese všechno jsou kompozity zcela jistě cestou, používají se v čím dál větší míře a měly je i takové staré střepy jako MIG-29 :)

  • Adanedhel
    10:42 14.04.2015

    Klidně mě opravte, ale i když respektuji veliké úspory vycházející z tohoto programu, nedokážu se ubránit dojmu, že letadlo z dílů se jaksi dá opravit lépe, než když se porouchá letadlo z těchto kompozitů. Nechám se poučit. Přeji hezký den.