Авиация будущего с 3D печатью

Недавно технологический центр AIMEN завершил изготовление криогенного резервуара для хранения жидкого водорода, что стало первым в мире достижением с использованием аддитивного производства. Это нововведение знаменует собой важный шаг для авиационной отрасли, столкнувшейся с острой необходимостью сокращения выбросов углекислого газа. Действительно, по данным Our World in Data , на авиацию приходится около 2,5% мировых выбросов CO₂ — тревожная цифра, особенно с учетом того, что этот сектор является одним из самых сложных для декарбонизации, при этом спрос на него постоянно растет.

О проекте

Этот резервуар является частью европейского проекта OVERLEAF, реализуемого испанской компанией ACITURRI. Цель: разработать устойчивые и эффективные решения для авиации будущего. Задачей проекта является разработка системы хранения жидкого водорода низкого давления (LH₂) с использованием современных материалов, датчиков для обнаружения утечек и производственных процессов. Научно-исследовательские и технологические центры, расположенные во Франции, Италии, Норвегии, Румынии и Испании, сотрудничают в рамках этой инициативы с целью переосмысления архитектуры самолета для интеграции экологически чистых и высокопроизводительных технологий.

Компания AIMEN успешно изготовила прототип криогенного резервуара, способного хранить жидкий водород при температурах ниже -250°C, преодолев значительную техническую проблему. Этот тип резервуара необходим для того, чтобы сделать водород надежной альтернативой ископаемому топливу в авиационном секторе, где условия хранения особенно экстремальны. Основная задача заключалась в разработке конструкции, которая была бы одновременно устойчивой к очень низким температурам и достаточно легкой, чтобы соответствовать требованиям аэронавтики.

Реализация проекта

Резервуар диаметром 1,5 метра, разработанный компанией AIMEN, является центральным элементом системы хранения жидкого водорода (LH₂). Для его производства в центре используются технологии крупноформатного аддитивного производства под высоким давлением. Конструкция состоит из двух стенок: внутренней оболочки из высокоэффективного термопластика, обеспечивающего криогенную изоляцию, и внешнего слоя из углеродного волокна, обеспечивающего необходимую механическую прочность.

Весь процесс происходил в роботизированной ячейке, оснащенной современной системой 3D печати в сочетании с инфракрасным нагревом, что обеспечивало оптимальную адгезию между слоями. Печать продолжалась более 100 часов непрерывно под постоянным контролем тепловизионных камер.

Пабло Ромеро, руководитель группы НИОКР в области аддитивного производства композитов и координатор проекта OVERLEAF в AIMEN, сказал: «Это достижение представляет собой настоящий технологический прорыв в производстве компонентов для устойчивой авиации. Мы мобилизовали все наши знания в области робототехники, 3D печати и технологического проектирования, чтобы справиться с задачей чрезвычайной технической сложности».

Материал для 3D печати резервуара

Ключевым аспектом разработки резервуара стало сотрудничество с французским технологическим центром CANOE. Вместе они создали новый композитный материал, сочетающий в себе термопластик биологического происхождения и армирующие натуральные волокна. Это инновационное сочетание позволяет изготавливать легкие, прочные и более экологически устойчивые конструкции.

Итог

3D печать открывает новые возможности для авиации будущего. Создание криогенного резервуара с помощью 3D печати позволит переосмыслить конструкцию самолетов и в дальнейшем перейти на более экологичный вид топлива. Такие проекты помогают найти решение серьезных экологических проблем и вносят вклад в будущее благополучие нашей планеты.

Наши предыдущие статьи: