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IMPROVING THE AIRCRAFT SAFETY BY SELF HEALING STRUCTURE AND PROTECTING NANOFILLERS

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L’elisir di lunga vita per gli aerei

I difetti nei componenti strutturali dei velivoli possono causare tempi di fermo prolungati per la manutenzione e la riparazione nel migliore dei casi, mentre incidenti con conseguenze catastrofiche nel peggiore. I nuovi compositi auto-riparanti rivoluzioneranno i componenti strutturali dei velivoli.

Tecnologie industriali

I progressi della scienza dei materiali negli ultimi anni hanno prodotto compositi multifunzionali che combinano la resistenza e la rigidità tradizionali con proprietà come resistenza alla fiamma o capacità di rilevamento. Ricercatori finanziati dall’UE hanno esaminato le possibilità dei compositi multifunzionali per l’autoriparazione, attraverso il progetto IASS (Improving the aircraft safety by self healing structure and protecting nanofillers). I nuovi materiali compositi sono in grado di migliorare l’affidabilità e la durata, e diminuire gli incidenti fino al 80 %, tagliando nel contempo i costi operativi della metà. Inoltre, la loro adozione comporta la riduzione di dimensioni, peso, costi, consumo di energia e complessità dei sistemi di bordo. Tutto ciò ha un impatto significativo sul consumo di carburante - anche rispetto ai costi di gestione - e le emissioni associate. Per raggiungere questi obiettivi, gli scienziati hanno utilizzato materiali economici in reazioni chimiche basate sulla polimerizzazione che avvengono nella metatesi che induce autoriparazione. Le forme conduttive di carbonio, inclusi i nanotubi di carbonio a parete multipla, le nanofibre di carbonio, i fogli di grafene e i fogli di grafite, sono stati utilizzati per formare la rete conduttiva e il supporto catalitico per le reazioni. Il team ha formulato e caratterizzato la miscela epossidica e i nano riempitivi sono stati incorporati nella matrice epossidica come parte dei nuovi compositi di fibra di carbonio rinforzata auto-riparanti (carbon fibre-reinforced composites, CFRC). Gli scienziati hanno anche modificato le formulazioni per potenziare la durezza epossidica e distribuire anche resistenza alla fiamma. È stato utilizzato uno dei sistemi multifunzionali portanti più promettenti per la fabbricazione di un pannello composito di fibra di carbonio rinforzata auto-riparante. Sono state testate formulazioni epossidiche auto-riparanti in varie condizioni di lavorazione. L’efficienza riparante e le proprietà meccaniche dinamiche sono entrambe cruciali per aumentare la sicurezza e l’affidabilità dei pannelli. Queste proprietà sono state misurate e sono vicine ai requisiti specificati. Sono anche stati ottimizzati formulazioni e pannelli al fine di raggiungere gli obiettivi del progetto. Lo sfruttamento dei compositi multifunzionali auto-riparanti del progetto IASS comporterà importanti benefici a breve e a lungo termine per il settore aerospaziale e i suoi passeggeri. L’auto-riparazione del danno manterrà in servizio aerei sicuri, riducendo drasticamente sia interruzioni di viaggio dei passeggeri che i costi operativi correlati alla manutenzione e ai tempi di fermo. Ciò avrà importanti effetti positivi sulla posizione competitiva del settore aeronautico europeo e sul suo ruolo in un mercato in costante crescita.

Parole chiave

Aeromobile, manutenzione, autoriparazione, compositi multifunzionali, IASS

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