Samo-reperujący się kompozytowy kadłub samolotu

Samo-reperujący się kompozytowy kadłub samolotu

Inżynierowie z Bristol University opracowali technikę naśladującą procesy leczenia rodem z natury, umożliwiającą uszkodzonym samolotom automatyczną naprawę, nawet podczas lotu. Badania te finansowane są przez Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).

Jeśli pojawi się w kadłubie pęknięcie, ze znajdujących się w pobliżu wbudowanych zbiorniczków wypływa żywica epoksydowa i zalepia dziurę przywracając strukturze integralność. Dzięki domieszaniu do żywicy barwnika, ‘zalepione’ miejsca mają inny kolor, co umożliwia ich lokalizację i gruntowną naprawę, jeśli zajdzie taka potrzeba, podczas badań naziemnych.

Ta prosta, a równocześnie tak genialna technika jest identyczna z procesem gojenia się ludzkiej skóry po jej zranieniu. Technika ta może być stosowana wszędzie tam, gdzie zastosowanie znajdują wzmocnione kompozyty epoksydowe (FRP). Te lekki i bardzo wytrzymałe materiały zyskują dziś coraz większą popularność, nie tylko w lotnictwie, ale i motoryzacji, turbinach wiatrowych, a nawet w przemyśle kosmicznym. Nowy system autonaprawy mógłby znaleźć zastosowanie w każdej z wymienionych dziedzin.

Nowym elementem techniki wypełniania ubytków w kompozytach jest zastosowanie żywicy z utwardzaczem. Gdy włókno zostaje przerwane, żywica z zastosowanym utwardzaczem pozwala przywrócić mu do 90 procent jego pierwotnej wytrzymałości, pozwalając samolotowi dokończyć lot.

„Technika ta jest skuteczna w przypadku małych uszkodzeń, niewidocznych gołym okiem, a które mogą prowadzić do poważnych uszkodzeń integralności struktury kadłuba.” – powiedział Ian Bond, kierownik projektu. „Jest to pomyślane jako uzupełnienie, a nie zastąpienie tradycyjnych przeglądów, które pozwalają naprawić większe uszkodzenia, powstałe choćby w skutek uderzenia ptaka.”

Dzięki dalszemu udoskonalaniu i tak już wyśmienitych własności związanych z niezawodnością kompozytów FRP, system samo-leczący może znaleźć zastosowanie szczególnie w przemyśle kosmicznym. Kluczową zaletą konstrukcji zbudowanych z kompozytów FRP jest ich lekkość w porównaniu do analogicznych konstrukcji aluminiowych.

„Ten projekt to tylko pierwszy krok,” – powiedział Bond. „Pracujemy obecnie nad systemem, w którym czynnik leczący nie będzie umieszczony na stałe w jednym miejscu, ale będzie krążył jako część w pełni zintegrowanej sieci naczyniowej. System taki umożliwiał będzie uzupełnianie, a nawet wymianę czynnika leczącego, co pozwoli wielokrotne naprawy.”

System ma trafić na rynek w przeciągu czterech najbliższych lat.

(lk)