Lockheed Martin ha revelado el
F-35 Lightning II será la producción masiva primer avión para integrar nanocompuestos estructurales en los componentes del fuselaje de carga-no.
Un thermoset epoxi reforzada con nanotubos de carbono sustituirá a la fibra de carbono como el material utilizado para producir F-35 carenados ala comenzando con la producción baja tasa inicial (LRIP) las aeronaves -4, dijo Travis Earles, un gerente de las iniciativas corporativas de la nanotecnología.
Mientras tanto, el nanotubo de carbono mismo polímero reforzado (CNRP) el material está siendo considerado para sustituir a unos 100 componentes fabricados con otros compuestos o metales a lo largo de los F-35 del fuselaje, dijo.
El cambio a la CNRP como material fuselaje ha sido anticipada desde que los nanotubos de carbono fueron descubiertos en 1991. Es ampliamente considerado como uno de los materiales más fuertes jamás inventado - varias veces más fuerte que la fibra de carbono reforzado con plástico (CFRP), aún más claro en alrededor de 25-30%.
CFRP ha llegado a su rival de aluminio y el acero como material para las estructuras primarias: por ejemplo,
Boeing está construyendo
787 barriles fuselaje totalmente de material CFRP.
Pero el uso generalizado de CFRP para los componentes de carga de las células de aeronaves comerciales y militares sólo ocurrió después de dos décadas de trabajo de desarrollo.
Este ciclo de desarrollo se inició en la década de 1970, cuando los fabricantes empezaron a experimentar con materiales compuestos de vidrio y de carbono basados en fibra óptica para las superficies de control secundario.
Del mismo modo, la introducción de la CNRP en las estructuras que no soportan carga en la década actual, comenzando con el F-35, podría conducir a un uso más amplio en las estructuras de fuselajes como la tecnología madura.
Según Earles, no hay ninguna razón técnica el material no puede ser utilizado en las estructuras portantes. Sin embargo, para reducir los requisitos de certificación de un material estructural, los nanotubos de carbono sólo están siendo consideradas en los componentes no estructurales.
Mientras tanto, el uso de nanotubos de carbono ya está muy extendida en industrias que van desde los semiconductores a los clubes de golf. El alto costo y la complejidad de las estructuras de producción de medios que hasta ahora han tenido aplicaciones limitadas en los programas aeroespaciales.
Lockheed, sin embargo, ha inventado un proceso que reduce drásticamente el costo de construcción de materiales compuestos de nanotubos de carbono para las estructuras de las aeronaves, Earles, dijo. El carenado ala nueva se hace a una décima parte del costo del equivalente de componentes CFRP, dijo.
Earles se negó a describir los detalles del proceso de Lockheed fabricación de bajo coste para materiales compuestos de nanotubos de carbono. Dichas indicaciones se consideran secretos comerciales de la empresa, dijo.
Pero está claro que el proceso de ahorro de costes es una invención relativamente nueva dentro de Lockheed. Earles dijo que ha evolucionado en los últimos cuatro años. Durante el mismo período de tiempo, Lockheed ha participado activamente en el desarrollo de nuevos métodos de bajo costo para la fabricación de estructuras de fuselajes.
Lockheed fue seleccionado por la Air Force Research Laboratory en 2007 para construir y demostrar la X-55 compuestos avanzados aviones de carga (ACCA), que modificó un
Fairchild Dornier 328Jet. El fuselaje fue reconstruido con un nuevo tipo de fibra de resina de carbono que puede ser curada fuera de autoclave, evitando uno de los pasos más costosos en la producción de materiales CFRP.
Es posible que el X-55 fuselaje también se beneficiaron de la labor de desarrollo que producen los materiales compuestos de nanotubos de carbono, que se están aplicando a los F-35.
La empresa sólo está a conocer los primeros detalles sobre el rápido progreso en la fabricación de nanoestructuras para fuselajes.
Una pantalla en el interior de la energía de Lockheed centro de soluciones en Crystal City, Virginia, muestra el F-35 de ala nueva cúpula derivados de la nanotecnología.
El material se identifica como "polímeros de ingeniería avanzada para el extremo - de primera generación", o APEX. Se describe en la pantalla como "el mejor en su clase ultra-ligero y asequible estructurales termoplástico reforzado con nanopartículas que ofrece una mayor propiedades mecánicas, estabilidad térmica, conductividad eléctrica y capacidad de procesamiento sobre los proyectos disponibles en la actualidad".
