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    美英氣墊船空氣導管復合材料應用

    一、美軍新型船岸登陸艇SSC空氣導管

    美軍當前裝備的主力船岸登陸船是其在上世紀70年代開始研發,80年代裝備NAVY的氣墊登陸船(Landing Craft Air Cusion, LCAC),前后共裝備91艘,目前正面臨著陸續達到壽命周期,需要更新換代的形勢。

    Ship to Shore Connector, SSC(首艘舷號LCAC-100)

    美軍新一代氣墊登陸艇“船岸連接器(Ship to Shore Connector, SSC)”便是LCAC的升級替代船,首艘已于2019年裝備部隊,計劃共建造72艘。

    SSC大體上維持了LCAC的架構和尺寸,主要改進有:更大規模的運用耐腐蝕復合材料,改進氣墊圍裙設計使高度降低,全面使用數字化航行操控系統,線傳操縱機械,提高自動化水平等,通過這些合理優化來降低維護成本,提高壽命周期(SSC的設計壽命為30年,而LCAC的設計壽命為20年,通過后期維保延壽項目又延長了10年壽命)。

    不同于LCAC的推進器使用鋼制軸和鋁合金導管,SSC的推進器軸和導管采用更輕質高強、耐腐蝕、耐疲勞的碳纖維增強復合材料結構。該導管由1個筒體、5跟支臂、1個與推進軸連接的軸套、2個與甲板連接的基座組成,直徑約3.6m,具有重量輕、全壽期維修成本低的優點。(信息來源于TEXTRON SYSTEMS官網)


    二、美國EPS M10氣墊船空氣導管

    美國EPS公司于2010年推出了EPS M10全復合材料氣墊船,用于安全/軍事現場的偵察、攔截、搜索和救援行動。









    EPS M10有兩個直徑約2.5米、重90kg的復合材料空氣導管,該導管采用玻璃纖維/碳纖維增強環氧樹脂基復合材料結構,導管的內外壁選用JB Martin公司的TC-18-N型號的雙軸向編織碳纖維織物,內部縱橫加強筋采用玻璃纖維,樹脂選用英國Gurit公司的Ampreg 22型號環氧樹脂。

    總體建造工藝為:內壁整體、內部加強筋以及6片外壁片體分別采用真空樹脂導入工藝成型固化,然后將多道內部加強筋與內壁粘接,再將6片外壁片體與加強筋和內壁粘接總裝成一個完整的導管,最后內壁脫模、表面修整、涂裝。

    EPS M10 空氣導管內壁真空樹脂導入成型(真空樹脂導入進行中)


    導管縱橫加強肋板與成型好的內壁粘接(縱橫加強肋上有帶翻邊的減輕孔可提高肋板屈曲穩定性)


    6個外壁片體與內壁、加強筋粘接(對裝配精度、粘接質量要求非常高)


    EPS M10 空氣導管內壁脫模完成(脫模后內壁的圓度、型值的精度是工藝控制重點難點)

    復合材料結構有設計與工藝一體化的特點,不同的成型工藝,結構設計參數有很大不同,設計師必須對工藝有相當深入的了解和實踐才能得到優良的結構設計,EPS M10 空氣導管的工藝工程師們通過多次工藝試驗摸索出了制造重量的穩定控制、成型工藝及其參數控制、結構曲率變化處的樹脂導入成型質量控制、粘接面粘接質量控制與精度控制、脫模精度控制等工藝方法,得到了成熟的產品。(信息來源于“Composites World 2011”)


    三、英國新研Griffon商用氣墊船

    英國Hoverwork公司近年新研制的Griffon 12000TD氣墊船使用碳纖維增強環氧樹脂基復合材料導管。

    該導管直徑約4.4m,與葉尖間隙只有15mm,能夠極大程度上減少槳葉推力損失,提升推進效率。

    Hoverwork公司通過采用高性能碳纖維預浸料模壓成型、鋪層的精確定位測量、高精度的裝配工裝等工藝措施保證成型質量與精度以及各使用載荷工況下的變形、撓度滿足螺旋槳工作安全要求。導管筒體上開有3個通孔,用以將固定螺旋槳傳動軸的三腳架透過導管固定在船體甲板結構上。(信息來源于GRIFFON HOVERWORK公司網站)







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