Inteligentne łaty kompozytowe do samolotów
Gdy starsze samolotowe podzespoły metalowe, lub nowsze kompozytowe zaczynają pękać lub ulegają innego rodzaju uszkodzeniu, konieczna jest ich naprawa, która pozwala zagwarantować bezpieczeństwo pasażerów i załogi. Klejowe łaty kompozytowe o zwiększonej odporności na korozję i szczelności stają się coraz popularniejszą alternatywą dla tradycyjnych metod naprawy. Finansowany przez UE projekt www.iapetus.eu (IAPETUS) rewolucjonizuje metody naprawy na gorąco dzięki wykorzystaniu nanomateriałów węglowych zarówno w samej łacie, jak i w kleju. Ich zastosowanie pozwoliło na stworzenie wielofunkcyjnego rozwiązania naprawczego, które obejmuje innowacyjne utwardzanie połączeń i ich monitorowanie oraz ciągłe monitorowanie stanu komponentów metalowych i kompozytowych. Przewodzące prąd elektryczny, inteligentne łaty kompozytowe są wykonane z włókien węglowych (grafitowych) wzmocnionych materiałami zawierającymi nanorurki węglowe. Te ostatnie pozwalają poprawić homogeniczność właściwości termicznych i elektrycznych, ułatwiając równomierne nagrzewanie. Zespół opracował dwie nowe metodologie utwardzania — nagrzewanie oporowe bezpośrednie oraz nagrzewanie indukcyjne. Pierwsza z metod polega na przepuszczaniu przez materiał prądu elektrycznego, a druga na przepuszczaniu pola magnetycznego przez przewodzące włókna węglowe i sieć nanorurek węglowych. Nowa generacja klejów z dodatkiem nanorurek węglowych, które zwiększają wytrzymałość, kontrolę rozszerzalności cieplnej oraz przewodność elektryczną i cieplną, umożliwiała polimeryzację poprzez nagrzewanie bezpośrednie. Naukowcy opracowali technologię czujnikową obejmującą bezprzewodowe monitorowane impedancji oraz termografię w podczerwieni. Technologia ta umożliwia wykrywanie zmian w sieci nanorurek, łatach lub kleju oraz porównywanie wyników z rezultatami konwencjonalnych technik badań nieniszczących. Zastosowano ją do konwencjonalnych oraz nowo opracowanych łat inteligentnych w demonstracyjnych poszyciach kompozytowych oraz aluminiowych. Uczestnicy projektu IAPETUS dowiedli, że ich rewolucyjna technologia łat charakteryzuje się lepszym utwardzaniem i odpornością na obciążenia mechaniczne niż konwencjonalne łaty śrubowane. Rozwiązanie to pozwala ponadto znacząco skrócić czas i obniżyć koszty związane z naprawą. Dzięki stałemu monitorowaniu stanu łat, nawet w przypadku pojawienia się defektu możliwe jest jego szybkie i tanie usunięcie, a tym samym zapewnienie bezpieczeństwa pasażerom linii lotniczej. Projekt IAPETUS wnosi wkład w rozwój przyjaznego środowisku i bezpiecznego transportu powietrznego oraz przyczynia się do poprawy pozycji UE w globalnym sektorze lotniczym.
