Auto Conserto no Avião - buraco ou rachadura

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Aircraft Could Revolutionize Aviation Safety

Aeronaves Poderiam Revolucionar Segurança da Aviação

A new technique that mimics healing processes found in nature could enable damaged aircraft to mend themselves automatically, even during a flight.

Uma nova técnica que imita processos de cura encontrados na natureza poderia capacitar aeronaves avariadas a se consertarem automaticamente, mesmo durante um vôo.

As well as the obvious safety benefits, this breakthrough could make it possible to design lighter aeroplanes in future. This would lead to fuel savings, cutting costs for airlines and passengers and reducing carbon emissions too.

Assim como os óbvios benefícos de segurança, este avanço notável poderia fazê-lo possível para planejar aviões mais leves no futuro. Isto conduziria a poupar combustível, corte de custos para linhas aéreas e passageiros e redução de emissão de carbono também.

The technique works like this. If a tiny hole/crack appears in the aircraft (e.g. due to wear and tear, fatigue, a stone striking the plane etc), epoxy resin would 'bleed' from embedded vessels near the hole/crack and quickly seal it up, restoring structural integrity. By mixing dye into the resin, any 'self-mends' could be made to show as coloured patches that could easily be pinpointed during subsequent ground inspections, and a full repair carried out if necessary.

A técnica funciona assim. Se um pequeno buraco/rachadura aparece na aeronave (por exemplo, por causa de desgaste e rasgo, fadiga, uma pedra atingindo o avião, etc ), resina de epoxy "sangraria" de vasos embutidos perto do pequeno buraco/rachadura e rapidamente o selaria, restaurando a integridade estrutural. Pela mistura de tinta com resina, qualquer "auto conserto" poderia ser feito de forma a apresentar como remendos coloridos que poderiam facilmente ser localizados durante subsequentes inspeções no solo e um reparo total realizado se necessário.

This simple but ingenious technique, similar to the bruising and bleeding/healing processes we see after we cut ourselves, has been developed by aerospace engineers at Bristol University, with funding from the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC). It has potential to be applied wherever fibre-reinforced polymer (FRP) composites are used. These lightweight, high-performance materials are proving increasingly popular not only in aircraft but also in car, wind turbine and even spacecraft manufacture. The new self-repair system could therefore have an impact in all these fields.

Esta simples, mas ingênua técnica, similar aos processos de contusão e sangramento/cicatrização que nós vemos após nos cortarmos, tem sido desenvolvido por engenheiros aerospaciais na Universidade Bristol, com patrocínio do Conselho de Pesquisa de Ciências Físicas e Engenharia (EPSRC). Ela [técnica] tem potencial de ser aplicada em qualquer lugar que materiais de Polímeros de Fibra Reforçada (FRP) forem usados. Estes materiais de alta performance e peso leve estão provando elevadamente popularidade, não somente em aeronaves, mas também em automóveis, turbinas e mesmo em fabricação de espaçonaves. O novo sistema de auto conserto poderia, portanto, ter um impacto em todos estes campos.

The technique's innovative aspect involves filling the hollow glass fibres contained in FRP composites with resin and hardener. If the fibres break, the resin and hardener ooze out, enabling the composite to recover up to 80-90% of its original strength - comfortably allowing a plane to function at its normal operational load.

O aspecto inovativo da técnica envolve preenchimento da cavidade de fibras de vidro contida nos materias FRP, com resina e endurecedor. Se as fibras quebrarem, a resina e o endurecedor vazariam lentamente, capacitando o material a recuperar até 80 a 90% de sua resistência original - confortavelmente possibilitando um avião para função em sua carga operacional normal.

"This approach can deal with small-scale damage that's not obvious to the naked eye but which might lead to serious failures in structural integrity if it escapes attention," says Dr Ian Bond, who has led the project. "It's intended to complement rather than replace conventional inspection and maintenance routines, which can readily pick up larger-scale damage, caused by a bird strike, for example."

"Esta abordagem pode lidar com danos de tamanho pequeno que não é visível a olho nu, mas o qual pode conduzir a falhas sérias na integridade estrutural se escapa à atenção", diz o Dr. Ian Bond, que tem conduzido o projeto. "É planejado complementar, preferivelmente, do que substituir inspeção convencional e rotinas de manutenção, as quais podem rapidamente coletar danos maiores, causados por um impacto de pássaro, por exemplo".

By further improving the already excellent safety characteristics of FRP composites, the self-healing system could encourage even more rapid uptake of these materials in the aerospace sector. A key benefit would be that aircraft designs including more FRP composites would be significantly lighter than the primarily aluminium-based models currently in service. Even a small reduction in weight equates to substantial fuel savings over an aircraft's lifetime.

Por adicional aperfeiçoamento às já excelentes características de segurança de materiais FRP, o sistema de auto conserto, encoraja até mesmo rápido entendimento destes materiais no setor aerospacial. Um benefício chave seria que projetos de aeronave incluindo mais materiais FRP, seriam significantemente mais leves do que modelos primariamente baseado em alumínimo, atualmente em uso. Mesmo uma redução pequena no peso, equipara a substancial economia de combustível durante o tempo de vida da aeronave.

"This project represents just the first step", says Ian Bond. "We're also developing systems where the healing agent isn't contained in individual glass fibres but actually moves around as part of a fully integrated vascular network, just like the circulatory systems found in animals and plants. Such a system could have its healing agent refilled or replaced and could repeatedly heal a structure throughout its lifetime. Furthermore, it offers potential for developing other biological-type functions in man-made structures, such as controlling temperature or distributing energy sources."

"Este projeto apresenta exatamente o primeiro passo", diz Ian Bond. "Nós estamos também desenvolvendo sistemas onde o agente de conserto não está contido em fibras de vidro individuais, mas na realidade se move em volta como parte de uma rede vascular totalmente integrada, exatamente como poderia ter seu agente de conserto suprido ou substituido e poderia repetidamente consertar uma estrutura durante todo seu tempo de vida. Além disso, ele oferece potencial para desenvolvimento de outras funções típicas biológicas em estruturas artificiais, tais como controle de temperatura ou distribuição de fontes de energia".

The new self-repair technique developed by the current EPSRC-funded project could be available for commercial use within around four years.

A nova técnica de auto reparo desenvolvida pelo atual projeto com financiamento EPSRC poderia estar disponível para uso comercial dentro de quatro anos.

The 3-year research project 'Bleeding Composites: Damage Detection and Repair Using a Biomimetic Approach' concluded at the end of April 2008. It has received total EPSRC funding of just under £171,000.

Os 3 anos do projeto de pesquisa "Materiais de Sangria: Detecção de Danos e Reparos Usando uma Abordagem Biomimétrica' concluído no final de Abril 2008. Ele tem recebido total financiamento da EPSRC abaixo de £171.000.

The team is working with industrial partner Hexcel Composites Ltd, a manufacturer of composites for aerospace and other industrial applications.

A equipe está trabalhando com a parceira industrial Hexcel Composites Ltd., uma fábricante de materiais para outras aplicações industriais e aerospaciais.

In aircraft, FRP composites can be used in any part of the primary structure (fuselage, nose, wings, tailfin).

Em aeronave, materiais FRP podem ser usados em qualquer parte da estrutura primária ( fuselage, nariz, asas, estabilizador).

The resin used in the self-repair system is an off-the-shelf, Araldite-like substance. The team are currently developing a custom-made resin optimised for use in the system.

A resina usada no sistema de auto reparo é uma substância, não comercializada, semelhante a Araldite. A equipe está atualmente desenvolvendo uma resina personalizada otimizada para uso no sistema.

The dye mixed with the resin would be ultra-violet fluorescent and so would not show up in normal lighting conditions.

A tintura misturada com a resina seria fluorescente ultravioleta e assim não apareceria em condições de iluminação normal.

A similar technique developed at the University of Illinois involves the addition of microcapsules containing dicyclopentadiene, rather than epoxy resin contained in the glass fibres themselves. Such a system sees the rapid reaction of a liquid with a solid catalyst. The resulting plastic gives similar properties to the epoxy. However, the catalyst is based on ruthenium, an expensive and rare metal. The even distribution of capsules and catalyst within an FRP has also proven to be difficult.

Uma técnica similar desenvolvida na Universidade de Illinois, envolve a adição de microcápsulas contendo dicyclopentadiene, mais do que resina epoxy contida nas fibras de vidro delas mesmas. Tal como um sistema vê a rápida reação de um líquido com um catalisador sólido. O resultado plástico dá propriedades similares ao epoxy. Embora, o catalisador seja baseado em Rutênio, um metal caro e raro. Até mesmo a distribuição de cápsulas e catalisador dentro de uma [estrutura] FRP tem também provado ser difícil.

Engineering and Physical Sciences Research Council (2008, May 19). Self-repairing Aircraft Could Revolutionize Aviation Safety.

fornecido pelo Engineering and Physical Sciences Research Council