Nanotecnologie applicate all'aeronautica come trattamento superficiale al fine di migliorare l'isolamento termico. = Nanotechnology applied to aeronautics as a surface treatment to improve thermal insulation.

Questa tesi è il risultato di una collaborazione tra l’azienda aeronautica CFM Air, l’azienda 4ward360 Nanotechnology e il Politecnico di Torino. Tale ricerca si pone l’obiettivo di verificare sperimentalmente l’efficienza delle Nanotecnologie prodotte da 4ward360, con il fine ultimo di applicarle sul velivolo Dardo, di proprietà di CFM Air, come trattamento superficiale su ali, fusoliera, impennaggi verticali e orizzontali e canopy della cabina. Le Nanotecnologie sono caratterizzate da particelle di ossidi di sicilio e polvere di diamante che si legano chimicamente al substrato del materiale. Queste hanno lo scopo di proteggere i diversi materiali sui quali possono essere applicate, come compositi in fibra di carbonio, metalli, vetri e plexiglass, dagli effetti della corrosione aumentandone la resistenza a quest’ultima; ulteriori intenti del trattamento nanotecnologico sono quelli di migliorare l’isolamento termico del materiale e di facilitare la pulitura della superficie dello stesso. In particolare, questo elaborato si focalizza sullo studio dell’efficienza delle Nanotecnologie nell’ambito dell’isolamento termico. A tale proposito, sono stati realizzati dieci provini (cinque trattati con nanotecnologie e cinque non trattati), ossia delle piastre sottili con superficie di dimensioni 98.5x83 mm, in materiali differenti per confrontare la risposta di quest’ultimi con e senza trattamento nanotecnologico. I materiali testati sono i seguenti: • composito in fibra di carbonio (4 ply); • composito in fibra di cabronio (4 ply) verniciato superficialmente; • composito in fibra di carbonio sandwich (2 ply + foam + 2 ply); • plexiglass; • alluminio Al2024-T3. Ogni provino è stato poggiato sull’unica faccia libera di una scatola in polietene espanso e sottoposto ad una sorgente irraggiante, ossia un simulatore solare, per tre dfferenti flussi termici (500-750-1000 W/m2) impostati e mantenuti costanti per tutta la durata del singolo esperimento. Per ogni esperimento, è stata prevista una fase di irraggiamento (heating), fino al raggiungimento di un valore asintotico di temperatura, e una fase di raffreddamento (cooling) per convezione naturale. Tramite una termocamera, posta sulla parte posteriore della scatola opportunamente forata per consentire l’ingresso dell’obiettivo, per ogni prova è stata registrata la temperatura relativa alla faccia della piastra non direttamente esposta all’irraggiamento; l’aria interna alla scatola, invece, è stata opportunamente monitorata attraverso l’utilizzo di un termoigrometro digitale munito di sonda. Successivamente si è proceduto con la creazione dei relativi grafici Temperatura-Tempo. I risultati attesi dalle prove sono supportati da un modello matematico, il quale mostra preliminarmente l’andamento teorico dei grafici di temperatura in funzione del tempo, durante le fasi di irraggiamento e raffreddamento, in base alla tipologia di materiale, e permette di capire quali parametri influiscono maggiormente sulle curve.