波音采用创新技术制造NASA新概念飞机机身

一、创新的缝合结构与拉挤棒加强设计

早在上世纪90年代初，当NASA与麦道在"先进复合材料技术项目"中合作为未来商用运输机机翼开发缝合技术时，就有了PRSEUS的概念。在波音收购麦道后，项目仍然继续并主要由NASA资助。在那期间，波音制造并试验了一个12.1m长的复合材料缝合机翼。在机翼项目结束后，波音继续开发缝合结构并且在纵梁中加入了一个拉挤棒。2009年ERA成立时，选择缝合结构作为PRSEUS的主结构概念(图2)。PRSEUS概念随着一个9.14m长的机身中截面而成形，人称"多舱盒"

图2 拉挤棒缝合高效组合结构概念

对于PRSEUS，拉挤棒以球状加强筋的形式用来加强纵梁--机翼或机身蒙皮的纵向增强元件。球状加强筋与帽状加强筋的截面外形不同，在铝制机身中就有使用，不过，使用拉挤棒实现球状加强筋功能是PRSEUS的一个原创概念。直径9.5mm的实心拉挤棒，使用三菱人造碳纤维和复合材料公司的Grafil 34-700WD标准模量、24K碳纤维丝束，由专门为此项目开发的PUL6胺固化环氧树脂预浸。尽管棒的截面是圆形的，但每根棒在底部都是整体鱼片形的。棒通过精密钢模拉挤成型，切到6m长然后运至波音长滩工厂。波音在177°C下对它们进行2个小时的后固化，之后切到合适长度安装进用于做壁板试验的纵梁预形件。