Prace nad powłoką hydrofobową szyby przedniej samolotu wchodzą w kolejną fazę
Wycieraczki na przedniej szybie samolotu są proste i bezawaryjne, ale mają jeden minus – stwarzają dodatkowy opór powietrza, co z kolei zwiększa zużycie paliwa i sprawia, że wycieraczki są wykorzystywane tylko przy niższych prędkościach podczas lądowania i startu samolotu. Kiedy samolot rozwija duże prędkości, wycieraczek nie można używać bez względu na panujące warunki pogodowe. Oznacza to, że przez większą część czasu stanowią one dla samolotu niepotrzebny balast. Co więcej, wycieraczki powodują ścieranie się powierzchni szyby. Jak dotąd próbowano stosować chemiczne powłoki o właściwościach hydrofobowych, jednak nie dość, że już same w sobie nie zapewniały pełnej przejrzystości, to sytuację pogarszały jeszcze rysy powodowane przez deszcz, grad i pył.
Powłoka szyb samolotów następnej generacji
W ramach finansowanego przez UE projektu HaSU opracowano innowacyjną i trwałą powłokę o właściwościach hydrofobowych (odpychającą cząsteczki wody) z myślą o zastosowaniu jej w nowatorskim cywilnym pionowzlocie NextGeneration Civil Tiltrotor (NextGenCTR). Ten statek powietrzny to model pasażerski o wielkości autobusu, który jest zdolny do pionowego startu i lądowania bez infrastruktury lotniskowej. Pionowzlot NextGenCTR jest opracowywany w ramach unijnego programu parasolowego „Czyste niebo”, którego częścią jest projekt HaSU. Opracowana przez zespół projektu HaSU powłoka hydrofobowa zapobiega osadzaniu się na przedniej szybie pionowzlotu NextGenCTR wody i lodu, eliminuje dodatkowy ciężar w postaci systemu wycieraczek i pozwala rozwiązać problemy, z którymi nie radziły sobie poprzednie generacje powłok. „Nasza nowa powłoka, wytwarzana metodą zol-żel, składa się z poddanych hydrolizie poliuretanów modyfikowanych silanami”, tłumaczy Ernesto Benini, koordynator projektu. Zasadniczo polega to na tym, że powłokę maluje się na szybie i pozostawia do wyschnięcia. W ten sposób tworzy ona twardą warstwę, dzięki której krople deszczu są z łatwością odbijane na zewnątrz szyby. Dodatkowo powłoka ta zawiera przezroczystą, przewodzącą ciepło warstwę nałożoną na powierzchnię szkła, która z kolei doskonale radzi sobie z usuwaniem kryształków lodu.
Obiecujące wyniki testów
Podczas sześciu miesięcy szeroko zakrojonych testów w różnych warunkach środowiskowych powłoka nie wykazała istotnych śladów degradacji. Już ten rezultat stanowi o dużym postępie w porównaniu ze starszymi rozwiązaniami. Nie wiadomo jeszcze, jak trwała jest powłoka, ale możliwe, że nadaje się do użytkowania przez dużo dłużej niż sześć miesięcy. Niezależnie od tego produkt końcowy będzie wymagał okresowego powtarzania procesu powlekania, w kontrolowanych warunkach, aby zapewnić skuteczność na stałym poziomie. W tym celu każda szyba będzie musiała być wymontowana i odesłana do zakładu, gdzie powłoka zostanie powtórnie nałożona. Będzie to trwało parę godzin, co zdaniem Beniniego jest bardzo konkurencyjnym i wydajnym procesem. Zespół projektu nie przetestował powłoki pod kątem jej odporności na uderzenia. „Uważamy jednak, że nasza powłoka jest wystarczająco odporna na uderzenia”, twierdzi Benini. „Odporność w przeważającym stopniu gwarantowana jest przez wielowarstwową strukturę powłoki, zaprojektowaną w taki sposób, by amortyzować siłę uderzenia ptaków, gradu czy podobnych rodzajów oddziaływań”. Naukowcom udało się przenieść tę technologię z czwartego poziomu gotowości technologicznej (TRL 4) na poziom szósty (TRL 6). Oznacza to, że technologia została przetestowana w przewidzianych dla niej warunkach środowiskowych, a testy te zakończyły się wynikiem pozytywnym. W najbliższej przyszłości zespół projektu będzie się zajmował doskonaleniem procesu wytwarzania i zwiększaniem gotowości technologicznej nowej powłoki. Po tym etapie droga do uzyskania świadectwa zdatności do lotu i pełnej gotowości rynkowej będzie już stosunkowo prosta. Mimo że nowa powłoka została zaprojektowana specjalnie dla pionowzlotu NextGenCTR, powinna być łatwa w dostosowaniu do różnych typów pojazdów, w tym pociągów i samochodów. Operatorzy statków powietrznych będą wśród pierwszych użytkowników, którzy skorzystają z nowej technologii. Dzięki zastosowaniu nowej powłoki zmniejszy się masa samolotu i opór powietrza, co przełoży się na niższe koszty eksploatacji. Piloci również będą zadowoleni z lepszej i utrzymującej się widoczności w porównaniu z wcześniej stosowanymi rozwiązaniami.
Słowa kluczowe
HaSU, powłoka, statek powietrzny, przednia szyba, NextGenCTR, hydrofobowa, Czyste niebo