Kontrolowanie powłok samolotów w poszukiwaniu uszkodzeń
Transport lotniczy jest znaczącym źródłem emisji dwutlenku węgla, a emisje generowane przez samoloty trafiają bezpośrednio do atmosfery. UE wraz z całym europejskim przemysłem lotniczym dąży do minimalizowania wpływu samolotów na środowisko. Naukowcy zajęli się zatem badaniem zjawiska podpatrzonego w przyrodzie. Rekiny od milionów lat przemierzają morskie głębiny, a ich prędkość i sprawność żerowania zwiększa wyspecjalizowana powierzchnia skóry pokryta drobniutkimi zębami skórnymi. Odpowiednikiem inżynieryjnym takich struktur są mikrokarbowania (ang. riblets) — drobne karby biegnące równolegle do kierunku przepływu. Technologia mikrokarbowania szybko się rozwija, toteż badacze z finansowanego przez UE projektu "Quantification of the degradation of microstructured coatings" (MICROCOAT) zajęli się stworzeniem ważnej metody inspekcji, która przyspieszyłaby jej upowszechnianie. Pierwszym krokiem było stworzenie warunków do laboratoryjnego badania próbek mikrokarbowanych, aby w pełni scharakteryzować ich mikrostrukturę w różnych okolicznościach. Badacze wykonali odciski rzeczywistych powierzchni mikrokarbowanych na poszyciach samolotów, a następnie z wykorzystaniem mikroskopii konfokalnej i nowo opracowanych metod ekstrakcji danych określili istotne parametry niezbędne do oceny zużycia i długoterminowej niezawodności. Mikrokarbowanie jest zazwyczaj wykonywane z użyciem zautomatyzowanego procesu natryskowego. Pokrywane elementy mogą łącznie mieć powierzchnię kilku tysięcy metrów kwadratowych, toteż użyteczność metod bieżącej kontroli jakości jest uzależniona od ich szybkości. Prototypowy system obejmuje kamerę 2D, specjalny obiektyw i czujnik oraz laserowy mikroskop skaningowy. System umożliwia względnie szybkie badanie płaskich geometrii i wykrywanie wad dzięki zastosowaniu nowatorskich algorytmów przetwarzania obrazu, które pozwalają dokonywać pomiarów niezwykle drobnych wielkości promienia, szerokości i wysokości karbów. Opracowany w toku projektu MICROCOAT system inspekcji ma wiele zastosowań, w tym bieżące kontrolowanie jakości podczas nanoszenia powłok mikrokarbowanych, monitorowanie starzenia się, a nawet inspekcję powierzchni o mikrostrukturze w innych zastosowaniach. Powinien zatem znaleźć powszechne zastosowanie w sektorze lotniczym, materiałowym i wytwórczym, co przełoży się na zwiększenie konkurencyjności przemysłu UE.
Słowa kluczowe
Samoloty, powłoki, uszkodzenia, mikrokarbowanie, powłoki o mikrostrukturze