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最小型 3D 打印黑匣子
类 别:装备制造
地 区:市辖区
单位名称:承德市生产力促进中心
联系电话:03142383069
发布时间:2023-06-23

项目简介:飞行数据记录器俗称“黑匣子”。在世界各国相关条例的强制要求下,飞机都必须安装飞行数据记录器,主要目的是用于事故原因分析。传统黑匣子体积和重量大,为满足飞机轻量化的发展需求,中科院工程热物理研究所新技术实验室研发了新型黑匣子。新型黑匣子结合拓扑优化技术和3D打印技术进行结构设计上的突破。其内部采用晶格结构均匀填充,具有超轻、高孔隙率、高强韧性、高比强度、高能量吸收性等优良的力学性能,提升了黑匣子的结构强度和结构性能,同时降低其体积和质量。传统黑匣子外壳通常采用0.64cm厚的不锈钢或钛合金制成,内部使用三层材料将内存芯片保护起来,其高温隔热体为2.54厘米厚的干石英材料。体积约300×200×150(mm3),重量约20kg,又大又重,放在小型无人机上并不现实,而且传统黑匣子外壳利用钛合金材料,成本高,内部却又容易损坏,掉入水中毁坏率高,不耐腐蚀。本项目研发的黑匣子结构设计上进行突破,内部采用晶格结构均匀填充。具有超轻、高孔隙率、高强韧性、高比强度、高能量吸收性等优良的力学性能,提升了黑匣子的结构弓虽度和结构性能,同时降低其体积和质量。针对军方靶机、导弹、无人机、无人车需求,具有更大的市场,在某些应用场景中属消耗品,需要更低成本。此类应用场景还需要将黑匣子小型化,轻量化,因此本项目具有很大的应用场景及实施必要性。项目研究分为几个阶段。

第一阶段进行结构设计并制造样品,通过过载冲击实验,验证结构力学性能;

第二阶段进行无线通信及无线供电功能设计及相应结构改进,制造出全球首例无线黑匣子;

第三阶段进行防火设计及结构改进,通过火烧防护实验;

第四阶段进行轻量化结构设计,实现水域漂浮功能;

第五阶段增加缠绕天线结构,突破黑匣子泥沼陷落时通信难题。

 

以上五个阶段对应的技术通过验证后,进入工程样品阶段。目前五个阶段的基本原理及技术路线均已规划,正在逐项验证。