211service.com
Prostszy przepis na samoloty
Materiały kompozytowe stosowane w skrzydłach i kadłubach samolotów są zwykle wytwarzane w bardzo dużych piecach wielkości domu: wiele warstw polimeru jest wydmuchiwanych w temperaturze do 400 °C, aby utworzyć solidny, sprężysty materiał. Przy takim podejściu do ogrzania najpierw pieca, następnie gazu w piecu, a na końcu samego kompozytu, potrzeba znacznej energii.
Nowa warstwa nanorurek węglowych utwardza kompozyty skrzydeł i kadłubów samolotów, ale zużywa tylko 1 procent energii wymaganej w tradycyjnych procesach produkcyjnych opartych na piecach.
Inżynierowie lotnictwa z MIT opracowali teraz folię z nanorurek węglowych, która może osiągnąć ten sam cel bez tych masywnych pieców. Po nawinięciu na wielowarstwowy kompozyt polimerowy i podłączeniu do źródła zasilania elektrycznego w celu podgrzania, film stymuluje polimer do krzepnięcia.
Grupa przetestowała folię na zwykłym materiale z włókna węglowego, stosowanym w elementach samolotów i odkryła, że stworzyła kompozyt tak wytrzymały, jak ten wytwarzany w konwencjonalnych piecach – zużywając tylko 1 procent więcej energii.
Brian L. Wardle, SM ’95, PhD ’98, profesor aeronautyki i astronautyki na MIT, mówi, że nowe podejście „po wyjęciu z pieca” może zaoferować bardziej bezpośrednią, energooszczędną metodę wytwarzania praktycznie każdego kompozytu przemysłowego.
Zazwyczaj, jeśli zamierzasz ugotować kadłub Airbusa A350 lub Boeinga 787, masz około czteropiętrowego piekarnika, który kosztuje dziesiątki milionów dolarów w infrastrukturze, której nie potrzebujesz, mówi Wardle. Nasza technika umieszcza ciepło tam, gdzie jest potrzebne, w bezpośrednim kontakcie z montowaną częścią. Pomyśl o tym jak o samoogrzewającej się pizzy… Zamiast piekarnika, po prostu podłączasz pizzę do ściany i gotuje się sama.
Wardle mówi, że nanorurka, która jest tylko ułamkiem grubości ludzkiego włosa, jest również niewiarygodnie lekka. Po stopieniu leżących pod spodem warstw polimeru zazębia się z kompozytem, dodając znikomy ciężar.
Zespół współpracuje z partnerami przemysłowymi w celu zwiększenia skali technologii, tak aby kompozyty można było wykorzystać do produkcji kadłubów i skrzydeł samolotów.
Naukowcy, w tym absolwenci MIT Jeonyoon Lee i Itai Stein oraz Seth Kessler ’99, SM ’00, PhD ’02 z Metis Design Corporation, opublikowali swoje wyniki w czasopiśmie Materiały i interfejsy stosowane przez ACS .