Meningkatkan sayap komposit multifungsi dan struktur badan pesawat

Sirkuit Cetak Fleksibel dalam panjang tak terbatas

Awal tahun ini, Trackwise (Gloucestershire, Inggris) mengirimkan sirkuit cetak fleksibel (FPC) multilayer sepanjang 26 meter —diyakini sebagai yang terpanjang yang pernah diproduksi — untuk mendistribusikan daya dan sinyal kontrol di seluruh sayap kendaraan udara tak berawak bertenaga surya (UAV). Faktanya, Trackwise memasok lebih dari 50 FPC untuk kendaraan ini, mengurangi bobot hingga 60% dibandingkan menggunakan kabel kabel konvensional untuk daya dan kontrol pesawat.

Penghematan bobot ini memungkinkan UAV buatan AS untuk mencapai muatan yang lebih tinggi dan/atau meningkatkan kecepatan dan jangkauan. Trackwise memproduksi FPC menggunakan Enhanced Harness Technology (IHT), teknik manufaktur reel-to-reel yang dipatenkan. IHT mengatasi batasan manufaktur konvensional yang membuat sebagian besar FPC di bawah dua meter, dan memungkinkan Trackwise menghasilkan FPC dalam panjang tak terbatas.

PCB fleksibel 6-lapisan sepanjang 5 meter yang diproduksi oleh Trackwise.

FPC yang dikirimkan Trackwise untuk UAV dengan lebar sayap 26 meter didasarkan pada substrat polimida. Struktur planar mereka menghilangkan panas lebih baik daripada kabel konvensional, memungkinkan daya dukung arus yang lebih tinggi untuk berat konduktor tembaga tertentu. Manfaat lainnya termasuk:

• Manufaktur cetak memastikan konsistensi sirkuit
• Lebih sedikit titik koneksi yang dibutuhkan sehingga keandalan ditingkatkan
• FPC lebih mudah dipasang daripada wire harness, sehingga mengurangi waktu dan biaya perakitan kendaraan.

Menurut CEO Trackwise, Philip Johnston, banyak aplikasi kedirgantaraan dan otomotif baru muncul untuk papan sirkuit cetak (PCB fleksibel) yang panjang dan ringan ini. Kedua industri melihat dorongan menuju elektrifikasi secara bersamaan dengan kebutuhan akan lebih banyak sensor dan kontrol.

FPC dalam komposit?

Ingin tahu apakah Trackwise menyematkan FPC ini ke dalam komposit, saya memulai diskusi dengan Neil Bartlett, direktur penjualan dan pemasaran Trackwise. “Untuk aplikasi UAV yang disorot dalam siaran pers bulan Maret kami, [PCB fleksibel] fleksibel tidak disematkan ke dalam komposit,” akunya. “Namun, sifat planarnya membuat mereka sepenuhnya cocok untuk disematkan ke dalam komposit dan memungkinkan struktur multi-fungsi. Kami sedang dalam diskusi awal mengenai menggabungkan flex — baik varian daya dan sinyal — di berbagai kemungkinan aplikasi termasuk kedirgantaraan, pertahanan, dan konstruksi. Trackwise juga merupakan anggota Advanced Concepts for Aero‑Structures with Integrated Antennas and Sensors (ACASIAS) – konsorsium 11 mitra yang mengembangkan teknologi inovatif untuk mengintegrasikan antena ke dalam komposit dan struktur pesawat.” (http://www.acasias-project.eu/)

Sayap pintar dengan antena blade VHF (Frekuensi Sangat Tinggi) terintegrasi.

Panel badan pesawat orthogrid yang kaku untuk integrasi susunan antena SATCOM Ku-band.

Sistem Kontrol Akustik Struktural Aktif untuk mengurangi kebisingan kabin CROR dengan dampak minimal pada bobot. SUMBER | http://www.acasias-project.eu/files/Acasias_poster_v2.pdf

Bartlett mengatakan bahwa PCB fleksibel yang dibuat menggunakan IHT dan komposit sangat sinergis dalam apa yang mereka tawarkan ke pasar dan keuntungan menggabungkan/menyematkannya sangat menarik, termasuk:

• Penghematan berat (penghapusan perlengkapan pemasangan)
• Peningkatan kekasaran/perlindungan yang ditawarkan oleh komposit =peningkatan keandalan/pengurangan perawatan
• Pengurangan amplop ruang =peningkatan kemampuan muatan/efisiensi struktural
• Peningkatan pemasangan =lebih sedikit titik sentuh tenaga kerja (keandalan yang lebih baik), lebih sedikit waktu dan biaya.

Antena flex demonstran ini tertanam ke dalam komposit serat kaca diproduksi oleh Trackwise bekerja sama dengan Rockwood Composites dan dipamerkan di JEC World 2019. SUMBER | Mengikuti jejak

Melangkah maju

Pendapatan IHT naik 217% dengan pelanggan dan peluang pengembangan meningkat dari 7 pada awal 2018 menjadi 45 pada Maret 2019. Trackwise juga telah memasang dua jalur proses baru.

Beberapa proyek ACASIAS akan dipresentasikan pada Konferensi Eropa 2019 tentang Struktur Multifungsi (EMuS, 11-12 Juni, Barcelona, ​​Spanyol), yang diketuai bersama oleh koordinator ACASIAS Dr. Harmen Schippers, Pusat Dirgantara Belanda (NLR, Marknesse). Sorotan meliputi:

• Airbus Defense and Space telah mengeksplorasi penyematan antena SATCOM elektronik yang dapat dikendalikan yang beroperasi pada pita Ka di sayap ke fairing badan pesawat dari pesawat penumpang. Proyek ini sebagian didanai di bawah Clean Sky 2 dan termasuk mitra GILAT, RAYSAT dan FBM Composite Materials Ltd.
  
• NLR sedang mengeksplorasi struktur ortogrid untuk mengintegrasikan elemen antena persegi ke dalam pesawat komposit, menggunakan kulit serat kaca radio-transparan dan rusuk komposit serat karbon.
  
• Jerman Aerospace Center (DLR) dan China's AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials (BIAM) telah menyelidiki penggunaan serat karbon daur ulang untuk meningkatkan kekuatan mekanik dan aspek multifungsi bio-komposit, melihat komposit konduktif elektrik untuk interferensi elektromagnetik (EMI) shielding dan lightning strike protection (LSP) melalui proyek ECO-COMPASS.