Lotnictwo przechodzi na włókna węglowe

Dzięki wsparciu finansowemu w ramach europejskiej wspólnej inicjatywy technologicznej "Czyste Niebo" powołano do życia konsorcjum, którego zadaniem będzie sprawdzenie, czy panele lotnicze z CFRP wytrzymają maksymalne obciążenia oczekiwane podczas eksploatacji. Za cel projektu "Fatigue test" (FATIGUETEST) przyjęto opracowanie instalacji doświadczalnej do rejestrowania i analizowania długoterminowych właściwości takich części.

Partnerzy projektu FATIGUETEST zaprojektowali i wykonali pięć prototypowych paneli lotniczych z wbudowanymi wzmocnieniami, a następnie przeprowadzili na nich wieloetapowe testy. W laminatach paneli osadzono też małe czujniki piezoelektryczne umożliwiające wykrywanie fal sprężystości generowanych w chwili gwałtownego uwalniania energii ze źródeł wewnątrz materiału CFRP. Typowe źródła emisji akustycznych to deformacje plastiku i pęknięcia.

Techniki emisji akustycznych i akustyczno-ultradźwiękowe uzupełniają inne metody testów nieniszczących, a ich czułość umożliwia wykrywanie nowo powstających pęknięć na długo przed naruszeniem integralności strukturalnej. Należy podkreślić, że uczestnicy projektu FATIGUETEST postanowili zrezygnować z niszczącego testowania wytrzymałości paneli z włókien węglowych.

Stworzono specjalną instalację testową do poddawania paneli obciążeniom statycznym i dynamicznym, złożoną z dwóch układów mocujących i jednego układu zapobiegającego wyboczeniom. Wpływ naprężeń wytwarzanych przez serwocylinder hydrauliczny jest monitorowany i mierzony w czasie rzeczywistym. Zebrano ogromne ilości danych, które następnie poddano analizie i skorelowano z wynikami modeli elementów skończonych i analiz symulacyjnych.

Pomyślne przeprowadzenie testów wytrzymałościowych na wszystkich pięciu panelach stanowi ważny krok w tworzeniu metod określania wytrzymałości struktur lotniczych wykonanych z materiałów kompozytowych. Oczekuje się, że stanowisko testowe i metodologia z projektu FATIGUETEST wejdą w skład przyszłych programów testów certyfikacyjnych.