欧盟开发新一代发动机智能复合材料风扇叶片

欧盟资助的 MORPHO 项目将使用嵌入式传感器、数据驱动的混合孪生和机器学习技术来提高复合材料风扇叶片在树脂传递成型 (RTM)工艺下的产量、改进耐损设计、实现全周期寿命管理和100%回收。

在向工业4.0过渡的过程中，互联对象的部署正在重塑制造和维护流程，从而实现价值链的更紧密集成。为飞机部件添加本地连接是开启这种转变的关键技术。MORPHO（智能多材料结构的嵌入式生命周期管理：应用于发动机部件）是一个欧盟资助的项目，旨在将传感器技术嵌入发动机部件中，为它们提供认知能力，以在不影响安全性的情况下改进制造过程和操作可用性。

MORPHO项目是欧洲智能制造、传感器集成、结构健康监测 (SHM) 和航空航天结构件回收专家的共同努力。MORPHO联盟由 Ecole Nationale Supérieured’Arts et Métiers（法国巴黎 ENSAM）牵头，包括来自六个国家的 10 个合作伙伴，包括发动机 OEM Safran（法国巴黎）、TU Delft（荷兰）；帕特雷大学（希腊）；Fraunhofer IFAM（德国）；传感器专家 Synthesites（希腊）；Comet Group（比利时）；FiSens（德国）； 西班牙ESI和 Fundación Empresa Universidad Gallega（西班牙FEUGA）。

MORPHO 提议在飞机发动机的复合材料风扇叶片的制造过程中嵌入印刷和光纤传感器。数字/混合双胞胎的并行开发将极大地改善叶片的生命周期管理 (LCM)。将特别关注这些下一代智能发动机风扇叶片的高效、盈利和环保的制造、维护和回收。MORPHO 的目标还在于帮助为这些新型智能和多功能部件的可靠、可持续、敏捷和具有成本效益的工业化以及相关的制造、维护和回收过程设定未来标准。

MORPHO财团将在 2021 年 4 月至 2024 年 9 月期间在欧盟资助的Horizon 2020（地平线2020）计划中开展这项 500 万欧元的工作。

MORPHO 项目团队将在 2021 年 4 月至 2024 年 9 月期间在欧盟资助的 Horizon 2020 计划中开展这项 500 万欧元的项目。

智能、多功能、多材料的风扇叶片

现代和未来的发动机风扇叶片，例如LEAP 飞机发动机中使用的风扇叶片，都是使用 3D 编织碳纤维织物设计和制造的，该织物浸渍有环氧树脂并使用树脂传递成型 (RTM) 进行固化。钛前缘粘合在一起，以增强抗侵蚀性和抗冲击性。这种结构可以显着减轻重量，同时保持高强度和断裂韧性。然而，它们仍然容易受到意外外来物体的影响和损坏机制的启动。此外，它们的环保回收仍然是一个挑战。

针对技术准备水平 (TRL) 3，MORPHO 将在异物损坏 (FOD) 面板演示器上开发和测试技术砖，该演示器代表特定高度的复合风扇叶片弦。这种方法用于在开始制造之前测试风扇叶片的设计，以避免和管理任何风险。因此MORPHO将使用类似的策略。

MORPHO 复合材料发动机叶片项目中的 FOD 面板

MORPHO 项目由一个国际咨询委员会提供外部指导和专家建议，该委员会代表了宝贵的技能和专业知识的多样性，旨在反映该项目寻求参与的组织范围，包括：欧洲航空安全局 (EASA) 、维斯塔斯风力系统（VESTAS）、荷兰皇家航空公司（KLM Royal Dutch Airlines）、Stellantis集团、西班牙维戈大学、斯坦福大学和英国国家复合材料中心。