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Development of an optimized large scale engine CFRP annulus filler

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Duro sulla grandine, leggero sulle emissioni

Il settore aerospaziale spesso si basa su parti metalliche per resistenza e prestazioni. Un nuovo componente composito del motore conveniente con un peso inferiore del 40 % rispetto a quello attuale apporterà un importante contributo al trasporto aereo più ecologico.

Tecnologie industriali

La crescente attenzione al peso ridotto per un consumo di carburante più contenuto e minori emissioni ha portato allo sfruttamento di materie plastiche rinforzate con fibre di carbonio (CFRP) avanzate in molte strutture di aeromobili. Un grande consorzio ha avviato il progetto ORCA ("Development of an optimized large scale engine CFRP annulus filler"), finanziato dall'UE, per espandere le applicazioni. L'anello di riempimento appiana il flusso d'aria, formando una superficie interna lavata dall'aria tra le pale adiacenti dell'elica. I design attuali sono metallici, anodizzati per resistere alla corrosione e rivestiti per prevenire l'erosione. Il team ha ora dimostrato la fattibilità utilizzando compositi CFRP in questo componente del sistema cruciale del rotore dei motori dei jet moderni. Gli scienziati hanno sviluppato un processo di produzione utilizzando il concetto di preforma migliorata con importanti innovazioni in materia di integrazione di parti di collegamento. Le soluzioni dettagliate sono state incluse nelle domande di brevetto. Dopo svariate iterazioni del progetto i ricercatori hanno prodotto e collaudato un anello di riempimento sul sistema a bassa pressione avanzato del concetto di motore ecologico e sostenibile (SAGE) per il progetto SAGE3. Gli obiettivi sono stati raggiunti e superati, stabilendo un nuovo punto di riferimento per la produzione economicamente efficiente di parti CFRP di alta qualità. Il riempitivo ORCA ha ridotto il peso del 40 % rispetto al design migliore esistente. Ciò è stato ottenuto con livelli equivalenti di stabilità rispetto all'impatto e alle sollecitazioni a un costo competitivo. Lo sfruttamento della possibilità di ulteriori riduzioni dei costi porterà a ottenere una parte più leggera e meno costosa. Tale parte, che ha ricevuto il JEC Europe Innovation Award 2014 nella categoria aeronautica è stata mostrata nelle fiere e ha comportato l'applicazione di tre brevetti. È pianificato il collaudo di volo per il terzo trimestre del 2014. Si prevede che l'anello di riempimento ORCA migliorerà l'efficienza del motore dei jet e ridurrà le emissioni senza alcun costo aggiuntivo. Ciò dovrebbe contribuire principalmente all'iniziativa di ricerca CleanSky dell'UE e a SAGE. Le pubblicazioni su riviste ad alto impatto miglioreranno la posizione internazionale del partner universitario. Con il trasferimento programmato alla produzione in serie nel 2015-2016, la tecnologia del progetto avrà inoltre un impatto importante sulla posizione concorrenziale del partner industriale.

Parole chiave

Aerospaziale, metallico, composito, motore, plastica rinforzata con fibre di carbonio, anello di riempimento, rotore, preforma, brevetto, SAGE

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