مشروع أوروبي - صيني يسعى إلى دمج الألياف الطبيعية في المواد المركبة الموجودة على متن الطائرات ومن بعد اختبار قوتها ومقاومتها للحريق.
اليوم، معظم الطائرات الحديثة مصنوعة من الألمنيوم وألياف الكربون أو الألياف الزجاجية المركبة. يبدو أنه لا يوجد بديل واضح لهذه المواد في الهياكل الأساسية للطائرات، لكن ماذا عن هياكلها الثانوية أو تصاميمها الداخلية التي لا تحتاج إلى أن تكون قوية؟
"هنا، داخل الطائرة، يمكننا أن نرى بعض المواد التي نحاول استبدالها بمواد من مصدر حيوي: قد تكون لوحات السقف، والألواح الجانبية، والصناديق. انها مصنوعة من مادة من هذا النوع خفيفة الوزن بسطح من الألياف الزجاجية، ونأمل استبدالها بألياف طبيعية من نباتات الكتان "، يقول جون باشمان، منسق مشروع ECO-COMPASS.
الألياف الطبيعية أخف من ألياف الكربون. فهي تتطلب طاقة أقل لإنتاجها، ولا تعتمد على مصادر غير متجددة، وأفضل لتخفيف الضوضاء. يحاول العلماء في مشروع بحث أوروبي - صيني استخدام هذه المزايا. انهم يصممون مركبات صديقة للبيئة تعتمد على ألياف الكتان وألياف الكربون المعاد تدويرها والراتنجات الحيوية. يتم تعديل الوصفات للاقتراب من الخصائص المطلوبة.
أهمية الجودة
لمعرفة كيفية تفاعل هذه المواد الجديدة في ظروف الطيران ، يقوم الباحثون بإجراء اختبارات، لا سيما في مختبر INEGI في بورتو. نحن نشهد تجربة حيث يمكننا رؤية مجال التشوه لعينة تخضع لقوة الشد.
"الجودة الأهم التي نود تحسينها في هذه المواد هي قابلية الاشتعال، نريد أيضًا تغيير الخصائص الميكانيكية عن طريق تعزيز الالتصاق بين الألياف والراتنج، ونحاول دائمًا التأكد من أن المواد الجديدة أخف من ما لدينا الآن "، يقول جون باشمان، منسق مشروع ECO-COMPASS.
تتم دراسة عينات من المواد الحيوية المنتجة حديثًا لفهم سلوكها في ظروف الطيران. يُظهر نظام الاختبار هذا حقل التشوه لعينة تحت تحميل الشد: استنادًا إلى هذه المعلومة، يمكن للباحثين محاكاة ظروف التحميل المعقدة للعناصر المستوية المختلفة في نماذج الكمبيوتر قبل أن تجريبها فعليًا على الطائرات.
"نحتاج إلى معرفة حدود هذه المادة قبل استخدامها في التطبيقات العادية، لأننا بالطبع يجب أن نكون في الجانب الآمن"، تقول كارمن سواجازو ، باحثة في المواد المركبة في مختبر INEGI.
قابلية الاشتعال هي مصدر قلق كبير آخر. تتطلب سلامة الركاب أن تقاوم كل هذه المواد الداخلية اللهب. في هذه التجربة، يقاوم مركب بيولوجي جديد اللهب، بينما يشتعل الفلين - وهو مادة حيوية أخرى قابلة للاستخدام في المُركبات. الألياف الطبيعية قابلة للاشتعال، لذلك يحاول الباحثون ايجاد الحلول.
التعاون مع مصنعي الطائرات
يقوم الشركاء الصينيون للمشروع بتطوير بعض المركبات التي تحدث بشكل طبيعي والتي يتم اختبارها بعد ذلك في المختبرات الأوروبية، وبالتعاون الوثيق مع شركات صناعة الطيران.
" النشاط البحثي الرئيسي الذي قمنا به على هذه المواد هو مقاومة الحريق - كيفية تعديله، وكيفية تحسينه، هل سنضع حماية للسطح، هل سنضع اضافات داخل الراتنج بحيث لا يحترق - هذا هو هدف البحث في هذا المشروع "، يقول جاك سينكوين، خبير أول في المواد المركبة، إيرباص.
"نتعاون مع إيرباص، على سبيل المثال، ونتعاون أيضا مع صناعة الطيران الصينية لإظهار المواد الحيوية الجديدة. هذا مزيج جيد: جيد للبيئة، جيد للموارد، وجيد للتطبيق في مجال الطيران "، يقول شياو سو يي، منسق مشروع ECO-COMPASS ؛ أستاذ هندسة المواد المادية، مركز مركبات AVIC.
استبدال كل مركبات الطائرة بمادة أكثر فعالية من الناحية البيئية قد يكون هدفا لمستقبل بعيد. لكن تعديلها بادخال بعض المكونات الطبيعية في المزيج قد ينتج مواد تنافسية جديدة يمكن أن تنطلق في العقود المقبلة.
دوني لوكتيه بمشاركة رجاء التميمي