神奇的热塑性塑料

“清洁天空2号”是一个雄心勃勃、得到欧盟支持的公私合作项目，其总体目标是根据《欧洲绿色协议》将飞机二氧化碳、氮氧化物和噪音排放量减少30%。该协议的既定目标是到2050年使欧盟实现气候中和。

该黑色枪管于2014年发射，落在Clean Sky 2的大型客机平台下，是多功能机身演示器（MFFD）。它长8米，宽4米，主要由热塑性复合材料制成。通过研究这些聚合物作为结构材料的可行性，MFFD有效地成为了加速飞机生产的跳板，从而提高了欧洲航空航天的竞争力。

机身更轻、更快

机身不仅仅容纳乘客和货物。它还携带重要的电气、机械、气动和液压系统。机身完成后安装系统会增加生产成本和时间。系统也很重。更轻、更容易生产的机身有助于抵消这些不利因素。

热塑性塑料可以实现这一点，主要是因为不再需要将传统金属机身部分连接在一起的重型紧固件，或者所需的数量要少得多。

热塑性塑料也被称为碳纤维增强热塑性聚合物复合材料（CFRTP，诚然是一口），可在高温下成型。然后冷却固化。如果典型的机身部分与机舱和货物技术智能结合，它们的引入可能会使每架飞机的结构重量减轻10%以上。

CFRTP复合材料还提供了一个更直接的优势：它们比金属或碳纤维部件更容易重复使用和回收。

预装模块

回到我们的机库。MFFD由两个半圆柱壳或模块组成，它们构成了机身筒体。下部模块预先配备了系统和布线；上面有一些小屋纪念碑。

在纯生产方面，热塑性塑料使这些模块能够使用新的方法进行组装，每种方法都在MFFD上进行测试。例如，它的外壳是通过自动超声波或激光点焊连接的，而不是铆接在一起。这为装配工人创造了一个相对无尘的环境。然后通过自动传导焊接将下机身模型的地板固定到位。

到2024年底该项目结束时，MFFD实际上已经超过了其减重目标，与金属机身筒相比，其成本是中性的。40多种技术“砖块”已经过高水平的测试，从小型微观力学（复合材料行为的研究）到新型夹具、工具，以及如上所述的先进焊接技术。

MFFD的颠覆性方法可以使CFRTP复合材料机身的建造速度达到每月100架，这是未来单通道飞机的目标区域。除了经济效益外，新型机身的先进架构、更低的重量和更高的制造效率将有助于降低生命周期排放，符合清洁天空2号的目标。

欧洲的成功故事

自完成以来，该演示器一直居住在汉堡的ZAL应用航空研究中心。它实际上是在施塔德附近的弗劳恩霍夫研究所组装的。空中客车公司在德国的两个城市都有广泛的设施。

MFFD的创新是一个完全欧洲的成功故事。空中客车是组成该财团的13个主要合作伙伴之一，其中包括萨博、GKN福克、德国航空航天实验室DLR、代尔夫特理工大学以及一个分包商网络。

“如果学术界、研究中心和行业参与者围绕一个共同目标团结一致，MFFD就是一个很好的例子，”空中客车公司清洁天空2号大型客机平台负责人York Roth说。“仅靠一个玩家永远无法交付如此复杂的大型演示车。”