空客推出新的热塑性飞机机身设计

为了实现可持续航空的目标，空中客车公司推出了一项创新的机身设计，作为“清洁天空2”（Clean Sky 2）计划的一部分。

由空客牵头的财团组装的热塑性机身演示样机正在帮助专家研究颠覆性材料和制造方法。其目的是加快飞机生产速度，最终有助于降低航空业的碳排放。

这个欧盟支持的公私合作伙伴项目旨在将飞机二氧化碳、氮氧化物和噪音排放减少高达30%，支持欧洲绿色协议中到2050年实现碳中和的目标。

这一创新的核心是多功能机身演示器（MFFD），这是一个长8米、宽4米的机身部分，主要由热塑性复合材料制成，正在测试其作为结构材料的可行性。在“清洁天空2”大型客机平台下开发的MFFD预计将加快飞机生产速度，并提升欧洲航空业的竞争力。

空客的新机身设计解决了飞机组装的传统挑战，其中机身不仅必须容纳乘客和货物，还必须容纳电气、机械、气动和液压等重要系统。这些系统给生产过程增加了重量和复杂性。通过利用热塑料，空客减少了对重型紧固件的需求，从而使机身更轻、更高效。这种热塑性复合材料被称为碳纤维增强热塑性聚合物复合材料（CFRTP），在高温下可成型，在冷却时固化。这种材料创新可能导致每架飞机的结构重量节约超过10%，使零部件易于重复使用和回收，而不同于传统金属或碳纤维零件。

MFFD由两个预装半圆柱模块组成。下部模块包括系统和电缆，而上部模块包含一些客舱设施。这些模块使用高级方法组装，如自动超声波或激光点焊，从而创造一个更清洁的组装环境。下部机身模块的地板由自动传导焊固定在位。在2024年底项目结束时，MFFD已超过其减重目标，而与传统金属机身相比，成本没有增加。40多项技术进步得到了测试，涵盖了从微观力学到先进焊接技术的范围。

空客的创新方法可以实现每月高达100个CFRTP复合材料机身单元的生产，满足未来单通道飞机的需求。这一进步承诺经济效益，并符合“清洁天空2”减少生命周期排放的目标。MFFD目前存放在汉堡应用航空研究中心（ZAL Centre of Applied Aeronautical Research）内，该机身在斯塔德附近的弗劳恩霍夫研究所组装。空客与包括SAAB、GKN Fokker和德国航空航天实验室DLR在内的其他12个主要合作伙伴合作，将该项目付诸实践。

“MFFD是一个很好的例子，展示了如果学术界、研究中心和行业参与者围绕一个共同目标取得的成就，”空客“清洁天空2”大型客机平台负责人约克·罗斯（York Roth）说，“一个单独的参与者永远无法交付这样一个复杂的大型演示器。”

这个项目突显了协作创新在实现航空技术和环境可持续性方面取得重大进展的潜力。