Carbon ThreeSixty lidera desenvolvimento inovador de roda de helicóptero toda em compósito com Leonardo e NCC

Projeto NATEP co-financiado pela Innovate UK para roda CFRP ultra-leve

O especialista em estruturas compostas avançadas Carbon ThreeSixty (Chippenham, Reino Unido) está agora liderando seu novo projeto NATEP, co-financiado pela Innovate UK, a agência de inovação do Reino Unido, para projetar, desenvolver e fabricar uma roda de prova de conceito em plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP) de massa ultra-baixa, robusta, para aeronaves de asa rotativa.

O projeto, que começou em 1º de janeiro deste ano, durará dezoito meses. Parceiros do consórcio Leonardo (Roma, Itália) e National Composites Centre (NCC, Bristol, Reino Unido) aproveitarão sua expertise, com o objetivo de melhorar desempenho, segurança e custo total de propriedade.

Rodas metálicas atuais vs CFRP: metade da densidade

Segundo a Carbon ThreeSixty, o mercado global atual de rodas de helicóptero usa materiais de liga leve metálicos, geralmente alumínio ou magnésio. Embora ofereçam resistência e rigidez suficientes de uma densidade relativamente baixa, uma roda feita de CFRP oferecerá propriedades mecânicas significativamente aprimoradas a aproximadamente metade da densidade de rodas metálicas.

"A aplicação de materiais e processos compostos avançados especificamente para rodas aeroespaciais é um passo altamente inovador", diz Ed Allnut, diretor administrativo da Carbon ThreeSixty. "Nossa experiência com outras aplicações de rodas compostas mostrou que economia de peso de 30-40% são alcançáveis sobre soluções de alumínio forjado. Acreditamos que o ponto de venda chave, no entanto, será as melhorias na vida útil à fadiga e modo de falha, que estenderão a vida e melhorarão a segurança."

Benefícios: eficiência, alcance, carga útil, propulsão elétrica

Reduções de peso permitirão que fabricantes de aeronaves entreguem eficiência, alcance e melhorias de carga útil e forneçam uma opção para sistemas de propulsão de menor densidade de potência, como bateria-elétrica. Além de resistência à corrosão aprimorada e desempenho NVH (ruído, vibração e aspereza), rodas compostas serão intercambiáveis com rodas existentes, tornando-as adequadas para aplicações de retrofit.

Tecnologias de ponta: TFP, trançado, processos OOA

A Carbon ThreeSixty diz que o projeto usará tecnologia de manufatura composta de ponta, como colocação de fibra personalizada (TFP), trançado e processos fora de autoclave (OOA) para garantir repetibilidade e escalabilidade.

"Rodas compostas só se tornaram viáveis nos últimos 10 anos devido a melhorias na tenacidade do sistema de resina, preços menores de fibra de carbono e melhorias em automação de processo. Podemos ver isso no mercado de rodas automotivas, onde agora são comprovadas", diz Alex Doyle, líder de projeto de tecnologia do NCC. "No entanto, aplicações aeroespaciais são mais desafiadoras. A mudança de custo, combinada com as melhorias técnicas, são a razão pela qual agora é o momento em que rodas compostas são viáveis para aplicações de rotorcraft aeroespaciais."

Escopo e entregas: 12 rodas testadas e metodologia

O escopo do projeto cobre, segundo relatos, a especificação, design, desenvolvimento, fabricação, inspeção e teste de uma roda de helicóptero de prova de conceito, considerando requisitos aeroespaciais completos em linha com a especificação fornecida pela Leonardo para uma plataforma não divulgada.

"Estamos muito interessados em participar do desenvolvimento desta tecnologia. Espera-se que compósitos economizem cerca de 1,5 kg sobre cada roda de liga de 5 kg. Esta economia de 6 kg no total representa quase 3.785 litros de combustível economizados sobre uma vida útil típica de 12.000 horas e equivale a cerca de 12 toneladas de CO₂", diz Adrian Smith, Entrega de Portfólio R&T na Leonardo Helicopters UK.

O projeto deve durar cerca de 18 meses, com orçamento total de cerca de £250 mil. Entregas incluirão 12 rodas de prova de conceito totalmente testadas, e uma metodologia para design e fabricação.