第四次産業革命（インダストリー4.0）は、多くの産業における企業の生産・製造方法を変革しており、航空業界も例外ではありません。最近では、欧州連合（EU）の資金援助を受けたMORPHOと呼ばれる研究プロジェクトも、インダストリー4.0の波に乗りました。このプロジェクトでは、航空機エンジンの吸気口ブレードに光ファイバーセンサーを埋め込み、ブレード製造工程においてブレードが認知能力を持つようにすることを目指しています。
インテリジェントで多機能、多素材のエンジンブレード
エンジンブレードは様々な材料を用いて設計・製造されており、コアマトリックスは三次元編組複合材料、ブレードの先端部はチタン合金でできています。このマルチマテリアル技術はLEAP®シリーズ（1A、1B、1C）航空エンジンで既に成功裏に採用されており、重量増加条件下でも高い強度と破壊靭性を発揮することを可能にしています。
プロジェクトチームのメンバーは、FOD（異物損傷）パネルのデモンストレーションにおいて、コアコンポーネントの開発とテストを行います。FODは、航空機の運用環境や、破片によって損傷を受けやすい使用環境において、金属材料の破損の主な原因となることが一般的です。MORPHOプロジェクトでは、FODパネルを用いてエンジンブレードの弦長、すなわち特定の高さにおけるブレードの前縁から後縁までの距離を表現します。このパネルをテストする主な目的は、製造前に設計を検証し、リスクを最小限に抑えることです。
MORPHOプロジェクトは、ブレード製造プロセス、サービス、リサイクルプロセスの健全性監視における認知能力の実証を通じて、インテリジェントな多素材航空エンジンブレード（LEAP）の産業応用を促進することを目的としています。
本報告書は、FODパネルの使用に関する詳細な分析を提供する。MORPHOプロジェクトは、FODパネルに3Dプリントされた光ファイバーセンサーを埋め込むことで、ブレード製造プロセスに認知能力を持たせることを提案している。デジタル技術とマルチマテリアルシステムモデルの同時開発により、FODパネルのライフサイクル管理レベルが大幅に向上し、分析と検証のための実証部品の開発がプロジェクトを通じて進められている。
さらに、欧州連合が発表した新たな循環型経済行動計画を考慮し、MORPHOプロジェクトでは、レーザー誘起分解および熱分解技術を用いて、高価な部品の環境に優しいリサイクル方法を開発し、次世代のインテリジェント航空エンジンブレードが効率的で環境に優しく、保守性があり、信頼性の高いリサイクル特性を備えていることを保証します。
投稿日時：2021年9月28日
