Compositi con maggiori benefici
I compositi con due o più materiali singoli sono diventati parte integrante dei componenti degli aeromobili, consentendo loro di combinare importanti proprietà quali la resistenza e il peso ridotto. Le strutture ibride che combinano plastica rinforzata con fibre di carbonio (CFRP) laminato tradizionale con inserti come gomma o nanoparticelle possono migliorare lo smorzamento vibroacustico. Tuttavia, ciò va solitamente a discapito delle prestazioni meccaniche. Il progetto HYBRIA (“Hybrid laminates. Industrialization for aircraft nose fuselage”), finanziato dall’UE, mirava a superare questo problema con materiali e processi di produzione industriale per gli aerei futuri per soddisfare le richieste delle compagnie aeree e dei clienti. Uno dei principali obiettivi dell’iniziativa Clean Sky dell’UE, con partnership di organizzazioni pubbliche e private è quello di ridurre il peso degli aeromobili per ridurre il consumo di carburante e le emissioni. Più comunemente, la propagazione del rumore degli aeromobili e delle vibrazioni è ridotto al minimo utilizzando componenti aggiuntivi che aumentano di peso insieme a i materiali e al costo di manodopera. L’integrazione di funzionalità di smorzamento vibroacustico in componenti strutturali ridurrà le ridondanze e contribuirà a raggiungere questo obiettivo. I ricercatori hanno prodotto tre pannelli curvi irrigiditi con pelli ibride e traverse co-polimerizzate (i rinforzi a cui è collegata la pelle) di diverse sezioni di forma. Le geometrie rappresentavano la fusoliera della cabina di pilotaggio del Green Regional Aircraft (GRA) del Clean Sky. Il team ha studiato svariate metodologie di produzione diverse durante la produzione di prodotti dimostrativi per selezionare i migliori concetti per eventuale produzione dell’intera fusoliera della cabina di pilotaggio del GRA. La qualità dei campioni è stata valutata utilizzando una combinazione di prove non distruttive e analisi dimensionali. HYBRIA dimostrato la fattibilità di incorporare materiali con smorzamento acustico in una struttura CFRP con un processo di fabbricazione rilevante dal punto di vista settoriale e senza alterare significativamente le proprietà meccaniche della struttura. Inoltre, gli scienziati hanno prodotto innovazioni nel design e nella produzione di utensili, semplificando il processo di assemblaggio e le attrezzature e riducendo i materiali utilizzati. Il processo di fabbricazione one-shot consente di co-polimerizzare la pelle ibrida e i rinforzi per una significativa riduzione del consumo di energia e materiali. Nel loro insieme, la tecnologia di produzione e la configurazione sosterranno la produzione sostenibile ed economicamente efficiente così come la riduzione del peso, di consumo di carburante e delle emissioni legate al trasporto aereo. Questi benefici di vasta portata aumenteranno la competitività del settore, ridurranno al minimo il cambiamento climatico globale e renderanno il viaggio più confortevole per i passeggeri.
