GRAPHICING – Aplikace materiálů s obsahem graphenu v leteckých konstrukcích (2020 – 2023)

Feb 28, 2023

Název projektu: Aplikace materiálů s obsahem graphenu v leteckých konstrukcích

Popis projektu:

Pro zlepšení účinnosti letadel a snížení spotřeby paliva a emisí CO2 se vyvíjejí inovativní lehké polymerní kompozitní materiály s lepšími mechanickými vlastnostmi. Cílem je, aby tyto nové lehké materiály umožnily pokročilou integraci dalších funkcí. Současné funkční součásti letadel se navrhují samostatně a integrují se dodatečně. Budoucí pokročilý integrační výrobní přístup vede k menšímu počtu částí, ale také ke složitějším dílům s více funkcemi, což směřuje k lepšímu hospodaření s energií, vyšší aerodynamické účinnosti a dalšímu snížení hmotnosti. Současné systémy se skládají z kovových nebo kompozitních konstrukčních součástí letadla potažených polymery obsahujícími vysoké množství grafitu a sazí. Vysoké množství nepolymerních částic zhoršuje mechanické vlastnosti vysokopevnostních polymerů, což činí tyto systémy nevhodnými pro integrativní přístup. Jednotlivé složky je možné modifikovat grafenovými přísadami s cílem zlepšit elektrickou a tepelnou vodivost, houževnatost/odolnost proti poškození a vytvoření účinné bariéry proti páře/kapalině.

Hlavním cílem projektu GRAPHICING je zajistit dostatečnou elektrickou a tepelnou vodivost, nehořlavost a nepropustnost vody výsledného polymerního kompozitu s minimalizovanými přídavky GRM. Vlastnosti kompozitů lze dále optimalizovat úpravou vhodného složení GRM, optimalizací jejich kovalentní modifikace. Očekávaným primárním dopadem je dostupnost pokročilých multifunkčních materiálů pro díly leteckých konstrukcí s vyšší integrační schopností a nižší hmotností, což povede ke snížení spotřeby paliva a emisí CO2.

Projekt GRAPHICING je strukturován do sedmi technických pracovních balíčků (WP1 až WP7), které pokrývají celý proces vývoje materiálů na bázi grafenu pro letecké aplikace od studie proveditelnosti až po výrobu a testování dílčí součásti integrující realizovanou technologii. WP1 jako studie proveditelnosti poskytne možná řešení, která budou realizována v balíčcích WP2 až WP5. WP6 řeší hodnocení multifunkčností materiálů v různých aplikacích. V rámci WP7 budou materiály dále detailně zkoumány (např. studie kompatibility, mechanické zkoušky, korozní zkoušky atd.). Samostatný pracovní balíček je věnován činnostem v oblasti šíření a komunikace a činnostem v oblasti řízení (WP8).

Cílem prací VZLU v rámci řešení projektu je charakterizace materiálů včetně zkoušek, definice zkušebních matic a výběr metod, analýza dat a nedestruktivní zkoušení.