ドイツの複合スペシャリストINVENTは、航空機の真円度を高めるためにSUSTAINairで協力しています

Horizo​​n 2020プロジェクトSUSTAINairは、ヨーロッパの11の研究機関と産業パートナーのコラボレーションであり、循環型航空経済を実現するためのソリューションを研究および開発するために、2021年1月に最近開始されました。これには、航空機のライフサイクル全体で廃棄物と材料のコストを削減しながら、リソース効率と航空機のパフォーマンスを向上させることが含まれます。コンソーシアムのパートナーは、航空宇宙セクターが不確実性に陥っているにもかかわらず、パンデミック後の航空業界のグリーン移行を後押しすることは、政府が回復への道を提供するという戦略的目標であり続けることに注目しています。

より具体的には、EUが資金提供する研究は、サーキュラーエコノミーアクションプランに沿って航空サプライチェーンのエコシステム全体をより環境に優しいものにし、航空宇宙製造の新しい基準を設定し、セクター間の相乗効果を高めることを目的としています。 SUSTAINairプロジェクトは、資源消費、廃棄物、排出量の増加に取り組みながら、より費用効果の高い低炭素経済への滑走路を航空セクターに提供することが期待されています。これは、欧州航空研究機関協会（EREA）のFutureSky研究イニシアチブによって承認されています。

オーストリア工科大学AIT-LKRの低排出輸送センターの研究エンジニアであるJürgenRoitherがコーディネート（ オーストリア最大の研究技術組織であるザイバースドルフ）は、プロジェクトの期間を3。5年間、予算を500万ユーロにする予定です。

Roitherは、航空機のライフサイクルの特定のサーキュラーエコノミー段階における各プロジェクトパートナーの補完的な機能を強調しています。 「SUSTAINairは、サーキュラーデザインから製造、保守、修理、組み立て、リサイクルに至るまで、航空機コンポーネントのバリューチェーンのすべての段階に取り組んでおり、プロジェクトパートナーの能力と専門知識を組み合わせることで優れています」と彼は言います。

Roitherは、高度に規制された航空セクターにおける重要な革新は、飛行するために認定される必要があると付け加えています。このため、SUSTAINairは、EASAの上級研究コーディネーターであるWilly Siglが率いる欧州連合航空安全機関（EASA、ケルン、ドイツ）に助言を求めています。

「EASAの貢献により、新しい革新的な製品やビジネスモデルの市場投入までの時間が短縮され、高レベルの安全性、セキュリティ、環境保護が可能になります。したがって、EASAは、認証、規制、安全性評価の側面に関する助言的な役割で、SUSTAINairなどの選択された研究プロジェクトをサポートしています」とSigl氏は述べています。

複合繊維スペシャリストがプロジェクトに参加します

複合繊維のスペシャリストであるINVENTGmbH（ドイツ、ブラウンシュヴァイク）もSUSTAINairプロジェクトに参加しています。 1996年以来、INVENT GmbHは、EN 9100およびNadcap認定企業として、最初のアイデアから量産まで、高精度の構造部品を開発および製造してきました。この技術的ノウハウと製造設備は、複合繊維のコスト効率の高いサーキュラーエコノミーアプローチを実現するために、プロジェクト内で使用され、さらに開発されます。

さらに、INVENTはハイテク航空セクターとの強いつながりにより、プロジェクト内のさまざまな影響力のある活動に貢献することができます。可変形状の翼（モーフィング）の開発、センサー技術の統合技術、および生産廃棄物の新しい再利用技術はほんの数例です。 INVENTは、SUSTAINairで開発された技術のデモンストレーションのための調整とコンポーネント製造において重要な役割を果たします。基本的な接合、インターフェース設計、および金属製造技術は、構造ヘルスモニタリング（SHM）のセンサー統合を含む、より複雑なジョイントデモンストレーターに転送され、プロジェクトの目標の達成を検証するために製造、テスト、および評価されます。

「SUSTAINairプロジェクトは、サーキュラーエコノミーの概念に対して非常に包括的なアプローチを選択し、航空のコンテキストに合わせて調整します。これにより、これはエキサイティングなプロジェクトの一部となり、環境や業界だけでなく、標準化ポリシーに関しても、現実的で永続的な影響を与える可能性があります」と、INVENTのSUSTAINairプロジェクトマネージャーであるMarcJoulian氏は要約します。

バイ対フライ比の着陸

サーキュラーエコノミーは、リソースをできるだけ長く使用し続けることでリソースを最大限に活用し、ライフサイクル全体でリソースの総価値を高めるアプローチです。高品質の材料に対する航空宇宙の需要は、通常、製造プロセス中に大量の廃棄物を伴います。これは、金属合金と複合材料の両方に当てはまります。

SUSTAINair内で開発された、金属および複合航空材料の両方の新しいアップおよびリサイクル方法は、製造および寿命末期（EOL）プロセス中に発生する廃棄物の大幅な削減に貢献すると報告されています。アップサイクリングソリューションは、炭素繊維とガラス繊維の熱硬化性材料、および高性能熱可塑性複合材料向けに開発されます。

SUSTAINairのコーディネーターであるRoither氏は、このプロジェクトは、航空業界向けのニアネットシェイプコンポーネント（完成品のサイズと形状に近い形で製造）を開発し、バイフライ比を1に近づけることを目的としていると付け加えています。廃棄されるよりも多くの材料がチェーンに沿って使用される場合は必須です。これは、AIT-LKRで最近発明されたナノ共晶アルミニウム合金を高度な高圧ダイカスト技術と組み合わせて使用​​することによって得られます。 「このような処理は、自動車業界では「迅速かつ効率的」として知られています。SUSTAINairの採用された技術と材料により、航空宇宙部品の製造は「迅速、効率的、かつクリーン」になります」とRoither氏は言います。

重量を減らすための新しい航空宇宙構造、CO ₂ 排出量

炭素繊維強化ポリマー（CFRP）などの新しい金属合金や複合材料を使用して、質量を減らし、空力効率を高め、飛行中の燃料消費を改善し、排出量を削減します。材料や航空機の構造にわずかな変更を加えると、燃料消費に関して大きな影響を与える可能性があります。

そのことを念頭に置いて、SUSTAINairコンソーシアムのパートナーは、柔軟な翼のための新しい材料だけでなく、そのような航空機コンポーネントで使用される材料にセンサーを統合するための技術も開発することが期待されています。たとえば、リアルタイムデータの監視により、オペレーターは飛行機の飛行経路を調整できるため、燃料消費量を削減しながら、航空構造物の安全性と信頼性を高め、メンテナンスコストを削減できます。

金属と複合材料のこのような組み合わせは、接合および修理作業、およびEOLプロセスでの循環アプローチに対する技術的な課題がないわけではありません。 「SUSTAINairのユニークな点は、バリューチェーンに沿った革新的な技術を可能にする設計プロセスが形成され、EOLの分解とアップサイクリングを考慮して、材料の寿命を延ばし、価値を高めることです」と航空宇宙の教授であるChiaraBisagniは述べています。構造とAIAAフェロー、デルフト工科大学、オランダ。

リサイクル性を高めるための分解ロボット

航空機は、接合する必要のあるさまざまな材料の多くの部品で構成されています。現在、接合は取り外しが難しいリベットを使用して行われています。これにより、航空機のコンポーネントの分離と効率的なリサイクルが困難になり、経済的に実行不可能になるほどコストがかかります。リベットはまた航空機を重くし、燃料消費に悪影響を及ぼします。溶接およびその他の接合技術におけるプロジェクトパートナーの特定の専門知識は、最終的にリベットの必要性を排除する可能性があります。プロジェクトパートナーによると、このイノベーションは、EASAなどの航空当局によって与えられた現在の基準を変更せずに採用することはできません。

航空機のEOL処理にインダストリー4.0テクノロジーを導入することで、SUSTAINairプロジェクトは、リベットを自動的に検出して除去するロボットヘッドも開発し、合金の分離を可能にして、航空機のより価値の高いリサイクル材料を実現します。 「結合と除去の活動をサポートするために、INVENTは接着剤で接着された複合部品の損傷のない分離を実現する新しい技術を開発しました。 SUSTAINairは、それをさらに発展させる機会を与えてくれます」と、INVENTのSUSTAINairプロジェクトマネージャーであるJesper deWit氏は付け加えます。

Flightpath2050上

プロジェクトパートナーは、EU GreenDealとFlightpath2050によって設定された目標を追求するサーキュラー航空の最前線にいます。サーキュラーエコノミーへの移行によってもたらされた技術革新は、COVID-19の経済効果に取り組むための道と見なすことができます。航空コンポーネントのサプライチェーン全体に沿った業界でのパンデミック。

プロジェクトのパートナーは次のとおりです。AIT-LKRLeichtmetallkompetenzzentrumRanshofenGmbH（オーストリア）、オランダ航空宇宙センター– NLR（オランダ）、DeutschesZentrumfürLuft-undRaumfahrt e.V. – DLR（ドイツ）、JOANNEUM RESEARCH（オーストリア）、ヨハネスケプラー大学リンツ（オーストリア）、デルフト工科大学（オランダ）、AEROCIRCULAR（ベルギー）、INOCON Technologie GmbH（オーストリア）、INVENT GmbH（ドイツ）、Dutch Thermoplastic Components BV （オランダ）、RTDS協会（オーストリア）

このSUSTAINairプロジェクトは、助成金契約101006952に基づいて、欧州連合のHorizo​​n2020研究およびイノベーションプログラムから資金提供を受けています。