據(jù)airframer網(wǎng)站2021年1月28日刊文，萊昂納多（Leonardo）公司團(tuán)隊(duì)（由英國(guó)萊昂納多公司、英國(guó)國(guó)家復(fù)合材料中心NCC、英國(guó)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)Innovate UK組成）于2021年1月1日牽頭啟動(dòng)了NATEP（National Aerospace Technology Exploitation Programme）項(xiàng)目，項(xiàng)目周期18個(gè)月，預(yù)算經(jīng)費(fèi)25萬英鎊，旨在開發(fā)一種革命性的全復(fù)合材料直升機(jī)輪轂。項(xiàng)目交付物包括12種通過全面測(cè)試的輪轂概念及相關(guān)設(shè)計(jì)/制造方法等。
這種直升機(jī)輪轂由碳纖維復(fù)合材料（CFRP）制成，過程采用定制纖維鋪放（TFP）、編織和熱壓罐等先進(jìn)工藝，可確保較高的一致性和可擴(kuò)展性。這種新型輪轂的密度只有輕質(zhì)金屬材料（如常用的鋁合金、鎂合金）輪轂的一半，但機(jī)械性能更強(qiáng)，具有超輕、堅(jiān)固耐用等特性。
具體而言，CFRP直升機(jī)輪轂的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：
1）減重與耐用
當(dāng)前的輕合金材料直升機(jī)輪轂疲勞耐久性不強(qiáng)，相對(duì)惡劣的使用環(huán)境會(huì)加速輪轂的損耗。因此，在直升機(jī)服役期間，輪轂部件需要定期維護(hù)、檢修、更換。CFRP輪轂采用先進(jìn)的纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定樹脂材料，能夠大大提升輪轂部件的抗疲勞壽命和耐腐蝕性能。與鋁合金相比，CFRP輪轂重量減輕約30-40%（即5公斤合金輪轂采用CFRP材料后，可減重約1.5公斤），并顯著增強(qiáng)NVH（噪聲、振動(dòng)和粗糙度）性能。
經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，隨著輪轂重量的減輕，直升機(jī)飛行效率、航程可顯著提升，機(jī)上有效載荷增加，直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)選擇性更廣（如可采用電力等低功率密度推進(jìn)系統(tǒng)等）。假設(shè)直升機(jī)通過應(yīng)用CFRP輪轂減重6公斤后，在日常12000小時(shí)使用壽命期間，直升機(jī)可節(jié)省近1000加侖燃料，二氧化碳減排可達(dá)12噸左右。
2）經(jīng)濟(jì)性與通用性
先進(jìn)復(fù)合材料制造工藝具有極高的可復(fù)用性，相關(guān)知識(shí)成果能夠推廣到諸多合作領(lǐng)域。
隨著材料/工藝技術(shù)的成熟，樹脂材料韌性提升，碳纖維價(jià)格下降，整體制造過程自動(dòng)化程度大大提升，CFRP在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用成效日益顯現(xiàn)。
另外，復(fù)合材料輪轂在設(shè)計(jì)方面與原有輪轂保持高通用性，能夠顯著降低日常改裝的時(shí)間/人力成本。
萊昂納多公司團(tuán)隊(duì)表示，整個(gè)研究項(xiàng)目將包括直升機(jī)輪轂概念設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、驗(yàn)證、測(cè)試等全周期過程。項(xiàng)目的研究成果擬廣泛推廣應(yīng)用到航空航天各個(gè)領(lǐng)域，前景十分廣闊。
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