I rivestimenti “naturali” degli aeroplani

Design eleganti in grado di canalizzare il flusso dei fluidi (aria o acqua) vengono impiegati normalmente nelle auto sportive, negli aeroplani e nelle imbarcazioni. I profili alari (forme aerodinamiche) sono da sempre noti per la loro capacità di ridurre la resistenza. Tuttavia, solo in tempi relativamente recenti, gli ingegneri hanno scoperto qualcosa che esiste da millenni in natura.

Tra i numerosi fattori che consentono agli squali di nuotare velocemente vi è lo strato dermico specializzato che, grazie alla presenza di squame scanalate simili a ciottoli, sono in grado di ridurre al minimo la resistenza da attrito nel regime del flusso turbolento. Le striature rappresentano la versione biomimetica in grado di smuovere le acque di numerosi settori, tra cui quello aerospaziale, della nautica da diporto e degli indumenti da mare e piscina. Le minuscole scanalature dotate di creste affilate, dell’altezza di circa 100 micron, stanno raggiungendo piena maturazione nell’ambito dell’arena di ricerca nel settore aerospaziale del vecchio continente. Il loro utilizzo sulle superfici degli aeromobili dimostra importanti riduzioni in termini di consumi di carburante e di emissioni.

Scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato una tecnica di verniciatura robotizzata in grado di accelerare le operazioni nell’ambito del progetto INARAS (“Automated riblets application on aircraft parts”). Il sistema è costituto da una testina per l’applicazione delle striature e da una tecnologia robotica in grado di fornire alla testina la giusta libertà di movimento. Per estendere l’ambito di applicazione, il dispositivo utilizza un settimo asse. La piattaforma di spostamento consente di posizionare e di muovere il componente, mentre una suite software ne controlla tutti i movimenti. Il gruppo di lavoro ha testato la tecnologia sul modello dell’ala di un aeromobile.

Il sistema di applicazione robotica delle striature è stato in grado di verniciare il modello per l’intera lunghezza e larghezza. L’avanzamento del dispositivo è stato monitorato da un video professionale e dal film verniciato sono stati successivamente estratti alcuni campioni. I risultati hanno dimostrato la completa assenza di tremore visibile e la capacità di ottenere traiettorie perfettamente diritte con la velocità di applicazione (2 m al minuto) e lo spostamento tra gli strati necessari. Su una lunghezza complessiva di 10 m, la deviazione massima da traccia a traccia corrispondeva a un millimetro.

La tecnologia INARAS spiana la strada a un’applicazione rapida e con un buon rapporto qualità/prezzo delle striature su un aeromobile garantendo, in tal modo, importanti riduzioni in termini di resistenza, consumo di carburante ed emissioni. L’abbassamento dei consumi di carburante si traduce anche nell’abbattimento dei costi operativi per le compagnie aeree. In virtù della disponibilità commerciale dei componenti da sostituire, la manutenzione del sistema dovrebbe rivelarsi piuttosto semplice.