丹麥LM 風能公司生產出的88.4米長的復合材料風機葉片，是迄今為止全球風機葉片制造商生產出的最長葉片，與100碼美式足球場的長度相仿。88.4米葉片風機的掃風面積相當于3個足球場大小，所輸出的電能可供一個小鎮(zhèn)使用。

該葉片被命名為LM 88.4 P，比LM以往生產的最長葉片 LM 73.5 P還要長15米，但重量僅增加6噸。這是通過將具有高強度、高剛度的輕質碳纖維引入到葉片主梁層壓板中實現(xiàn)的。

風機葉片制造使用碳纖維已有超過10年的歷史，主要是采用拉擠工藝生產的碳纖維增強環(huán)氧樹脂預浸料主梁，并通過有競爭力的單位兆瓦時能源發(fā)電成本(LCoE)證明了其較高價格的合理性。如今，LM探索出了一種不同的方法，將碳玻混雜增強復合材料主梁沿著長度方向嵌入標準玻璃纖維復合材料基殼層壓板。這樣，葉片殼體與主梁能夠在同一模具中制造，葉片殼體充當了碳玻混雜復合材料主梁的模具，大大節(jié)省了時間和成本。LM復合材料技術項目主任Michael Lund-Laverick介紹說：“LM 88.4 P是首個采用混雜增強技術生產的葉型，采用干的碳玻混雜纖維鋪放和真空輔助樹脂傳遞模塑成型工藝(VARTM)制造。”該混雜增強設計使LM利用現(xiàn)有工藝生產出了LM 88.4 P葉型，顯著提升了核心競爭力。完全滿足客戶已經建立起的成本和工期的設計規(guī)范。Lund-Laverick補充道：“我們選擇了與實際應用最接近的技術方案，顯著降低了風險，并促進了客戶所需技術的快速開發(fā)。”

88.4米葉片的用戶Adwen公司(Siemens Gamesa的所屬企業(yè))表示希望將該風機用于I級風況條件下的海上風電場，因此，LM 88.4 P 葉片的設計工程師將該葉片能夠承受的參考風速設定為50米/秒(112mph)，符合I級風況的使用要求。

新產品的設計驅動力：不確定性和風險

接下來，葉片的設計受到LM公司運營戰(zhàn)略的不確定性影響。Lund-Laverick表示：“混雜增強法首先解決了最大的不確定性問題，這也是我們能夠想到的最大的失敗。”LM采用失效模式效果分析軟件(FMEAs)——一款評價設計(dFMEA)和工藝(pFMEA)風險的形式分析工具，來分析設計和工藝的可行性。當然，在轉向計算機輔助之前，工程師們首先會口頭討論可能出現(xiàn)的風險。“這樣，我們可以通過控制風險來管理項目的進展，憑借公司扎實的專業(yè)知識、豐富的開發(fā)經驗和良好的溝通機制，來確定關鍵問題所在。工程師們將可能出現(xiàn)的問題一一列出，隨后通過相應的測試和工程方案避免這些問題的出現(xiàn)。”

FMEA所分析出的結構用來確定要進行什么樣的測試和實驗，在該過程中，試制并測試實際樣品零件，在計算機建模和分析開始之前驗證設計極限和失效模式。計算機模擬也是建立在現(xiàn)實基礎之上，而不是在初級理論之上的，無論該理論如何強大。

在確認了葉片的風況等級、設計極限和失效模式之后，工程師們用該公司開發(fā)的設計程序和三維建模軟件套裝LM Blades模擬大型葉片在極限范圍內的靜態(tài)和動態(tài)疲勞加載、大型氣動面板的屈曲、單向纖維增強復合材料強度的Puck斷裂準則，以及其他的力學/強度、化學/環(huán)境要求。