Mechanika bezpieczniejszych, bardziej ekologicznych lotów
W związku z rosnącą liczbą osób korzystających z transportu lotniczego, globalny ruch powietrzny wzrasta każdego roku o średnio 5%. Szacuje się, że sektor lotniczy jest odpowiedzialny za 2% całego CO2 generowanego przez człowieka, tak więc każdy taki roczny wzrost niesie ze sobą konsekwencje w postaci szybkiego wzrostu ilości dwutlenku węgla. Lot na dystansie 100 km dla każdego pasażera oznacza zużycie do 4 litrów paliwa. Wszystko to sprawia, że uzyskanie zaplanowanej redukcji emisji gazów cieplarnianych jest trudne — w szczególności uwzględniając wysokie wymagania stawiane przez UE. Zgodnie z celami 2020 Vision stawianymi przez Radę Konsultacyjną w zakresie Badań Aeronautycznych w Europie (ACARE), cały sektor europejskiego transportu lotniczego powinien obniżyć o 50% emisję CO2 i zużycie paliwa w stosunku do roku 2000. Jednakże coraz większa liczba osób zainteresowanych transportem lotniczym oraz ciągła presja dotycząca bezpieczeństwa i przystępnych cen podróży lotniczych sprawia, że niektórzy wątpią w możliwość realizacji takich celów. Jednak nie ALAMSA. Finansowany przez UE projekt skupia się na mechanice samolotu, aby zapewnić, że Europa nie tylko zrealizuje swoje ambitne cele, ale zrobi w tym zakresie znacznie więcej. Skuteczność obsługi technicznej Aby zredukować emisję, naukowcy realizujący projekt ALAMSA skupili się na obsłudze technicznej samolotów. Założeniem projektu było osiągnięcie celów ACARE poprzez zwiększenie skuteczności obsługi technicznej samolotów, zwiększenie tolerancji na zniszczenia materiałów stosowanych do budowy samolotów, zmniejszenie zużycia materiałów oraz przedłużenie całkowitego okresu eksploatacji elementów roboczych samolotu. Badacze realizujący projekt rozpoczęli prace od opracowania nowatorskiej klasy metod nieniszczących zwanych nieliniową spektroskopią fal elastycznych (NEWS). NEWS wykorzystuje symulowane fale naprężeń, aby wykrywać obecność i stopień zaawansowania wad lub zniszczeń materiałów strukturalnych samolotu. Pęknięcia i rozwarstwienia wykazują elastyczną nieliniowość, w związku z czym generują dodatkowe częstotliwości, które są nieobecne w oryginalnych falach naprężeń. Takie "nowe" częstotliwości są związane z odkształceniem harmonicznym i/lub intermodulacji, które pojawia się, gdy fale elastyczne napotykają na obszar wadliwy lub zniszczony. "Dzięki obrazowaniu NEWS oraz rozwiązaniom samomonitorowania możemy zdiagnozować takie wady produkcyjne, jak porowatość, problemy na styku konstrukcji komponentów, mikropęknięcia, obszary uderzania, osłabienie połączeń adhezyjnych oraz zniszczenia termiczne lub chemiczne", mówi kierujący projektem prof. Michele Meo. "Proces ten zapewnia większą czułość i umożliwia obrazowanie wewnętrznych obszarów komponentów samolotów, które nie są dostępne przy użyciu dotychczas stosowanych standardowych metod". Samonaprawiające się uszkodzenia Kolejnym innowacyjnym wynikiem projektu jest cały szereg samonaprawiających się materiałów kompozytowych, które mogą znaleźć zastosowanie w konstrukcji samolotu. Po aktywacji termicznej materiały te mają wbudowaną zdolność wielokrotnego przywracania właściwości mechanicznych poprzez wielokrotne cykle naprawiania, dzięki czemu uszkodzenie pojawiające się wiele razy w tym samym miejscu jest automatycznie naprawiane. "Połączenie automatycznych systemów samomonitorowania oraz tych inteligentnych mechanizmów lokalnej samonaprawy pozwala na nieprzerwane monitorowanie oraz przywrócenie integralności materiałów, z których wykonany jest samolot", wyjaśnia prof. Meo. System działa jak mechanizm wyzwalania, co pozwala mu obliczać stopień zaawansowania awarii oraz automatycznie oceniać czy konkretne struktury samolotu wymagają interwencji. Bardziej wydajny samolot oznacza bezpieczniejszy i bardziej ekologiczny lot Dla europejskich pasażerów korzystających z transportu lotniczego idee opracowane przez członków projektu ALAMSA oznaczają znaczne wydłużenie okresu eksploatacji samolotu, poprawę bezpieczeństwa podróży oraz czasu użytkowania. "Jednocześnie nasza praca przyczynia się do uzyskania znaczących oszczędności finansowych poprzez zoptymalizowaną kontrolę jakości oraz systemy zarządzania, dzięki czemu toruje drogę do recyklingu materiałów kompozytowych", dodaje prof. Meo. "Po zsumowaniu wszystkich tych korzyści można zauważyć, w jaki sposób, skupiając się jedynie na obsłudze technicznej samolotu, możemy pomóc Europie osiągnąć jej cele wyznaczone przez ACARE".
Słowa kluczowe
ALAMSA, ACARE, nieliniowa spektroskopia fal elastycznych, NEWS, obsługa techniczna samolotów, samonaprawiające się materiały kompozytowe
