Nuovi schermi proteggono gli aerei dai frammenti dei motori
I materiali compositi, che offrono un rapporto resistenza-peso decisamente migliore rispetto alle controparti tradizionali, sono ampiamente utilizzati nella produzione di numerosi componenti di aeromobili. Il progetto IMPTEST (Impact test campaign), finanziato dall’UE, si proponeva di sviluppare schermi realizzati in materiali compositi polimerici allo scopo di proteggere gli aeromobili da frammenti di piccole dimensioni che si staccano dai componenti rotanti. I partner del progetto hanno studiato e testato i fenomeni di impatto dei materiali schermanti. Sono stati quindi utilizzati tre diversi impattatori a varie velocità allo scopo di determinare la velocità del limite balistico per la penetrazione degli schermi metallici e tre diverse idee di schermi compositi. È stata effettuata una selezione di due idee progettuali, seguita da uno studio sull’influenza di un angolo di impatto. I ricercatori hanno testato i fasci di fibre a intervalli compresi tra 40 e 120 °C e utilizzato i risultati di queste prove nell’ambito delle simulazioni di impatto allo scopo di studiare l’influenza della temperatura. Fotografie ultrarapide hanno registrato le risposte agli impatti di tutti i campioni, mentre metodi di frattografia e di scansione tridimensionale della deformazione in seguito all’impatto hanno consentito di caratterizzare il danno causato. Nel complesso, dai risultati è emerso che gli schermi realizzati in materiali compositi con fibre di polimeri presentavano una soglia di velocità di penetrazione per unità di peso due o tre volte superiore rispetto agli schermi di metallo tradizionali. Questi schermi facilitano l’utilizzo dei motori a rotore aperto montati sulla fusoliera posteriore di un aeroplano, il cui peso ridotto contribuisce all’abbassamento del consumo di carburante e delle emissioni dannose. Gli schermi in materiale composito con fibre di vetro e gli schermi di metallo presentavano prestazioni simili. Gli schermi realizzati in fibre di polietilene ad altissimo peso molecolare sono risultati più performanti rispetto a quelli in fibre di aramide. Gli schermi realizzati in materiali compositi polimerici leggeri convalidati nell’ambito dell’iniziativa IMPTEST costituiranno la base dello sviluppo di aeromobili attuali e futuri. Queste tecnologie innovative sono necessarie ai fini della creazione di tecnologie di motori avanzate, come ad esempio l’architettura a rotori aperti in grado di garantire un abbattimento delle emissioni di carburante e di biossido di carbonio.
