Clean Aviation客舱演示器使用生物复合材料减轻重量并减少环境影响

客舱演示机是在Clean Sky 2区域飞机（REG）综合飞机演示平台（IADP）下开发的，展示了区域涡桨飞机可持续的、以乘客为中心的客舱创新，融合了轻量化结构、环保材料和以人为本的设计。成果包括：

• 主要客舱部件的重量减轻 8%  ，有助于长期节省燃料（在 30 年的飞机使用寿命内最多可节省 22%），并直接减少二氧化碳排放。
• 成功集成环保生物复合材料面板，满足严格的航空可燃性和安全标准，为传统材料提供了一种低影响的替代方案。这些面板将在20年内为下一代飞机减少75兆吨二氧化碳排放。

CW于 2018 年报道了这一进展。随着客舱演示器的完成，该项目的成功现已在《清洁航空》2025 年 6 月的新闻通讯中报道。这个地面测试平台模拟了区域涡轮螺旋桨飞机的真实内部环境，并展示了未来客舱如何在提升乘客幸福感的同时大幅减少环境影响。

“客舱演示器是一个全尺寸的机身桶形结构，长7.3米，直径3.4米，配备了主要结构部件，包括：复合材料加固板、框架、耐压舱壁、窗框和门，以及客舱和货舱地板格栅，”该项目的主题经理、莱昂纳多公司（意大利罗马）飞机部门“洁净天空2”-REG IADP项目经理维托里奥·阿西奥内（Vittorio Ascione）解释道。“[客舱]演示器每排设有五个座位，虽然其结构与机身结构演示器相似，但更进一步：它包含了内部组件和系统，使其更加完整和复杂。”

完全集成的内饰和系统也采用以人为本的方法设计，注重通过减少噪音和振动来提高舒适度，同时采用环保材料来减轻机舱重量并最大限度地减少排放。

面向未来的座舱概念

乘客客舱演示器是一个沉浸式模型，可以进行严格的测试，以评估噪音水平、振动、热舒适度、空气质量和整体乘客健康状况，这些都是开发下一代飞机所需客舱环境的关键要素。

为了验证创新成果，演示机进行了两次测试。声学和振动测试在位于意大利波米利亚诺达尔科的Leonardo VEL工厂进行，使用外部声源模拟真实的巡航条件。振动测试使用嵌入座椅内的加速度计进行测量，同时使用外部“振动器”模拟真实飞行动态的影响。

随后，在德国霍尔茨基兴的弗劳恩霍夫研究所进行了舒适度和幸福感测试。73名参与者接受了模拟飞行条件的测试，包括噪音、振动、热环境和照明。在回答关于舒适度和整体幸福感的问卷时，94.5%的参与者表示他们愿意在现实生活中乘坐这样的飞机。

生物复合材料内饰板

客舱演示机的一大亮点在于其采用了先进的环保材料和制造工艺。与基于21世纪初技术的内饰相比，包括生物复合材料面板在内的客舱部件可减轻8%的重量。

通过应用这些轻量化设计，可以在30年的使用寿命内显著节省燃料。生物基材料的使用——经证实在气候变化等环境影响方面优于传统内饰面板——可能在未来二十年内影响全球航空业超过75兆吨的二氧化碳排放。

新型飞机客舱内饰面临的一个关键挑战是严格的可燃性法规。生物复合材料客舱面板通过了多轮可燃性、烟雾和毒性 （FST） 测试。我们开发了部分由可再生成分组成的阻燃涂料，以确保符合法规要求，而无需依赖卤素类化学品。

迈向技术准备的关键一步

该项目旨在达到TRL 6级。该演示器并非单独进行组件测试，而是提供了一个集成平台来测量整个系统的性能，从而能够对内部架构和环境系统进行实际评估。所有测试均证实，该演示器达到或超过了预期基准，表明所提出的解决方案技术成熟，并已准备好进一步开发用于机载应用。

Ascione 指出，该项目取得了许多关键成就，包括将来自多个合作伙伴的众多部件（结构、系统和内饰）整合成一个整体。“这款演示车融合了高水平的复杂性、跨职能协作以及在物理性能和乘客舒适度方面的实际表现，”他补充道。

展望未来，Pax客舱演示器将为下一代客舱创新奠定坚实的基础。它作为一个可重复使用的平台，可用于探索飞机系统的进一步发展，从增强型热管理到用于机载气候控制的下一代传感器技术。它也为深入研究机组人员界面、乘客反馈回路和模块化内部配置打开了大门。

弗劳恩霍夫和莱昂纳多实际上已经在合作开展一个名为“TheMa4HERA”的热管理项目，该项目将利用Pax演示机的设施。该项目旨在演示系统散热、电池储能/发电的散热，以及混合动力支线飞机辅助动力装置（APU）和燃料电池的散热。

合作与领导力

乘客客舱演示器的成功，得益于意大利和德国领先航空航天机构的广泛合作，并与法国、荷兰和英国的利益相关方建立了联系。COFRARE 2020、FUSINBUL、WINFRAME 4.0、TOD 和 SPARE 等互补性资助协议，为 REG IADP 工作包 3.2 下的框架、耐压舱壁、窗框、门和地板网格等结构部件的研发做出了贡献。关键客舱部件的研发由 GEVEN SPA 协调，并根据 CASTLE 核心合作伙伴协议进行。

“这架演示机不仅隶属于‘清洁天空2’区域创新飞机演示平台[REG]，还融入了机身集成技术演示机的诸多贡献，后者开发了机舱内部的面板和各种元素，”清洁航空项目官员科斯汀-西普里安·米格兰说道。“我们面临诸多挑战，但联盟成功化解了这些挑战。”他补充道，尽管最终的演示跨越两个平台使其更加复杂，但“多个平台、多个国家和组织为项目的成功做出了贡献。”