L’industria aerospaziale passa alle fibre di carbonio

Con il sostegno finanziario dell’Iniziativa tecnologica congiunta (ITC) Clean Sky dell’UE, è stato creato un consorzio per valutare se i pannelli per gli aerei fatti di CFRP possono sopportare i carichi previsti durante il servizio. Lo scopo del progetto FATIGUETEST (“Fatigue test”) era sviluppare il set-up sperimentale per registrare e analizzare il loro comportamento a lungo termine.

Sono stati fatti test con diverse fasi su cinque prototipi di pannelli per aerei con elementi di rinforzo integrati, progettati e costruiti dai partner di FATIGUETEST. Inoltre sono stati integrati piccoli sensori piezoelettrici nel laminato del pannello per rilevare le onde elastiche generate dal rapido rilascio di energia da fonti interne al materiale CFRP. Le fonti di emissioni acustiche comprendono deformazioni plastiche e fratture.

Complementare ad altri metodi di collaudo non distruttivi, la tecnologia dell’emissione acustica e acusto-ultrasonica è abbastanza sensibile da rilevare crepe appena formatesi, molto prima che l’integrità della struttura venga compromessa. In particolare, i ricercatori di FATIGUETEST hanno scelto di non testare il pannello in fibra di carbonio per i guasti.

Il banco di prova fatto su misura per il carico statico e dinamico del pannello consisteva in due dispositivi d’incastro e un dispositivo anti-deformazione. La tensione indotta con un servo-cilindro idraulico è stata monitorata e misurata in tempo reale. L’enorme quantità di dati registrati è stata poi analizzata e correlata a modelli dell’elemento finito e analisi di simulazione del pannello.

Il completamento della prova di fatica da parte del quinto e ultimo pannello di aereo segna un passo importante per la determinazione della forza delle strutture degli aerei fatte di materiali compositi. Il banco di prova e la metodologia proposta dal progetto FATIGUETEST dovrebbero entrare a far parte dei futuri programmi di collaudo e certificazione.