Avanço das asas multifuncionais e estruturas da fuselagem

Circuitos impressos flexíveis em comprimentos ilimitados

No início deste ano, Trackwise (Gloucestershire, Reino Unido) despachou um circuito impresso flexível multicamadas (FPC) de 26 metros de comprimento - considerado o mais longo já produzido - para distribuir sinais de energia e controle pelas asas de um veículo aéreo não tripulado movido a energia solar (UAV). Na verdade, a Trackwise forneceu mais de 50 FPCs para este veículo, reduzindo o peso em 60% em comparação com o uso de chicotes de fios convencionais para potência e controle da aeronave.

Essa economia de peso permite que o UAV feito nos EUA alcance uma carga útil maior e / ou velocidade e alcance aprimorados. A Trackwise fabrica os FPCs usando a Improved Harness Technology (IHT), uma técnica de fabricação patenteada de bobina a bobina. O IHT supera as limitações de fabricação convencionais que mantiveram a maioria dos FPCs abaixo de dois metros de comprimento e permite que o Trackwise produza FPCs em comprimentos ilimitados.

Uma PCB flexível de 6 camadas e 5 metros de comprimento fabricada pela Trackwise.

Os FPCs que a Trackwise entregou para o UAV de 26 metros de envergadura foram baseados em um substrato de poliimida. Sua estrutura plana dissipa o calor melhor do que a fiação convencional, permitindo maior capacidade de transporte de corrente para um determinado peso de condutor de cobre. Outros benefícios incluem:

• A manufatura impressa garante a consistência do circuito
• São necessários menos pontos de conexão para aumentar a confiabilidade
• O FPC é mais fácil de instalar do que chicotes de fios, reduzindo o tempo e o custo de montagem do veículo.

De acordo com o CEO da Trackwise, Philip Johnston, muitas novas aplicações aeroespaciais e automotivas estão surgindo para essas placas de circuito impresso longas, leves e flexíveis (PCBs flex). Ambas as indústrias estão vendo um impulso para a eletrificação simultânea com a necessidade de mais sensores e controle.

FPCs em composições?

Curioso para saber se o Trackwise estava incorporando esse FPC aos compostos, comecei uma discussão com Neil Bartlett, diretor de vendas e marketing do Trackwise. “Para o aplicativo UAV destacado em nosso comunicado à imprensa de março, os flex [PCBs flexíveis] não foram incorporados a um composto”, ele admite. “No entanto, sua natureza plana os torna totalmente adequados para incorporação em compostos e permitindo estruturas multifuncionais. Estamos em discussões preliminares sobre a incorporação de flex - variantes de potência e sinal - em uma ampla gama de aplicações possíveis, incluindo aeroespacial, defesa e construção. Trackwise também é membro de Conceitos Avançados para Aero-Estruturas com Antenas e Sensores Integrados (ACASIAS) - um consórcio de 11 parceiros que está desenvolvendo tecnologias inovadoras para integrar antenas em compósitos e estruturas de aeronaves. ” (http://www.acasias-project.eu/)



Um winglet inteligente com antena de lâmina VHF (Very High Frequency) integrada.

Painel reforçado da fuselagem em ortogrelha para a integração de um conjunto de antenas SATCOM em banda Ku.


Sistema de Controle Acústico Estrutural Ativo para redução do ruído da cabine CROR com impacto mínimo no peso. FONTE | http://www.acasias-project.eu/files/Acasias_poster_v2.pdf

Bartlett diz que os PCBs flex feitos usando IHT e compostos são muito sinérgicos no que estão oferecendo ao mercado e as vantagens de combiná-los / incorporá-los são atraentes, incluindo:

• Economia de peso (eliminação de acessórios de fixação)
• Robustez / proteção aprimorada oferecida por compostos =confiabilidade aprimorada / manutenção reduzida
• Envelope de espaço reduzido =capacidade de carga útil aprimorada / eficiência estrutural
• Instalação aprimorada =menos pontos de contato de mão de obra (confiabilidade aprimorada), menos tempo e custo.

Esta antena flexível de demonstração embutida em um composto de fibra de vidro foi fabricada pela Trackwise em colaboração com a Rockwood Composites e exibida na JEC World 2019. FONTE | Trackwise

Seguindo em frente

As receitas de IHT aumentaram 217%, com clientes e oportunidades de desenvolvimento aumentando de 7 no início de 2018 para 45 em março de 2019. Trackwise também instalou duas novas linhas de processo.

Vários projetos ACASIAS serão apresentados na Conferência Europeia de Estruturas Multifuncionais 2019 (EMuS, 11-12 de junho, Barcelona, ​​Espanha), que é co-presidida pelo coordenador da ACASIAS, Dr. Harmen Schippers, Centro Aeroespacial da Holanda (NLR, Marknesse). Os destaques incluem:

• A Airbus Defense and Space explorou a incorporação de uma antena SATCOM direcionável eletrônica operando na banda Ka na asa da carenagem da fuselagem de uma aeronave de passageiros. O projeto é parcialmente financiado pelo Clean Sky 2 e inclui os parceiros GILAT, RAYSAT e FBM Composite Materials Ltd.
  
• A NLR está explorando uma estrutura de ortogrelha para integrar elementos de antena quadrada em uma fuselagem composta, usando um revestimento de fibra de vidro transparente e rádios de fibra de carbono.
  
• O German Aerospace Center (DLR) e o AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials (BIAM) da China investigaram o uso de fibras de carbono recicladas para aumentar a resistência mecânica e os aspectos multifuncionais dos bio-compósitos, observando compósitos eletricamente condutores para interferência eletromagnética (EMI) blindagem e proteção contra raios (LSP) por meio do projeto ECO-COMPASS.