Лучший способ снять краску с истребителя? Роботы с лазерами.

ВВС надеются расширить программу, которая работает быстрее и производит меньше опасных отходов, чем традиционный подход.

Отредактировано 2023-07-08
лазерные роботы истребители военно-воздушные силыДва робота работают каждый на своей стороне струи.

Большая часть парка самолетов F-16 ВВС окрашена в серый цвет. Помимо камуфляжного эффекта, верхний слой и грунтовка под ним предохраняют дорогостоящие металлические самолеты от коррозии под воздействием влаги. Как дом время от времени нужно перекрашивать, так и истребители.

Иногда ремонтная бригада может нанести новую краску на самолет после того, как сгладит уже имеющуюся. Но в отличие от домов и других объектов, которые не летают, вес самолета имеет значение, и если эти слои становятся слишком толстыми и тяжелыми, их нужно снять, прежде чем наносить новую краску. Снятие старой краски - трудоемкий процесс, в результате которого на каждый самолет приходится около тонны опасных отходов, в том числе шестивалентного хрома, вызывающего рак. Новый способ? Автономные роботы обстреливают самолет лазерами, чтобы тщательно сжечь краску с поверхности истребителя.

Чтобы снять краску с F-16 традиционным способом, ВВС выбрасывают из шлангов пластиковые шарики. Эта система, называемая дробеструйной обработкой пластика, или PMB, похожа на пескоструйную обработку. Давление этих шариков на реактивную струю механически сдирает краску прямо с поверхности. Поскольку они фактически бьют по самолету, существует ограничение на три взрыва для каждого F-16, чтобы металлическая поверхность не уставала.

Процесс грязный. "Внутри дробеструйной камеры, вы можете себе представить, очень пыльно, очень неприятно", - говорит Рик Кроутер, старший инженер базы ВВС Хилл в штате Юта. Люди, держащие эти тяжелые шланги, одеты в белые защитные костюмы и похожи на пожарных, отмечает он, хотя вместо того, чтобы брызгать водой на самолет, они извергают пластик. ВВС могут повторно использовать некоторые из этих пластиковых шариков после их сбора благодаря системе рекультивации, в то время как некоторые из них измельчаются в процессе струйной обработки, смешиваясь с краской и грунтовкой.

"Каждый раз, когда мы взрываем F-16, мы генерируем 2000 фунтов пыли", - говорит Кроутер. "Все эти 2 000 фунтов - опасные отходы". Большую часть этой пыли составляют пластиковые обломки, но она смешивается с материалами, выходящими с поверхности самолета, которые включают шестивалентный хром, а также кадмий, также являющийся канцерогеном.

Новый способ лучше: он не только быстрее, но и вместо одной тонны опасных отходов дает всего 10-12 фунтов золы.

Он работает благодаря двум роботам, которые с помощью 6-киловаттных лазеров непрерывной волны снимают краску. Кроутер отмечает, что они ограничивают доступ в помещение, чтобы люди не заходили туда, когда не следует. "Мы не можем допустить, чтобы кто-то входил в комнату, когда работают лазеры и роботы", - говорит он.

Роботы с лазерами начинают процесс, уже имея грубое, блочное представление о том, как выглядит истребитель. Затем, располагая по одному роботу с каждой стороны истребителя, каждый из них использует встроенные лидарные датчики - такие же датчики, которые использует самодвижущийся автомобиль в качестве части своей системы восприятия, чтобы видеть окружающий мир, - чтобы тщательно составить трехмерную топографию самолета. Эта подробная информация позволяет роботам приближаться к рабочей поверхности. Каждый бот будет работать примерно с пяти-шести различных станций на своей стороне самолета. "В каждом месте они будут останавливаться, а затем выполнять более точное сканирование только той области, до которой робот может дотянуться, - говорит Кроутер. После этого у него будет информация, необходимая для того, чтобы понять, как снять краску".

Система, которая анализирует каждый участок в виде маленьких квадратиков, может определить, нужно ли воздействовать лазером на эту часть, а также увеличить или уменьшить мощность воздействия на поверхность. "Это настолько точно, что мы можем спуститься вниз и оставить грунтовку в покое", - говорит Краутер.

Лазер излучает энергию на покрытие, которое затем сгорает. "Вы увидите яркую вспышку света, - говорит он, - это краска покидает поверхность и сгорает. Мощный вакуум всасывает ее. "Мы фактически отрываем пламя от поверхности самолета", - отмечает он. Вот откуда берутся 10-12 фунтов пепла".

Другим преимуществом является то, что, в отличие от струйной обработки пластиковыми шариками, лазеры не утомляют реактивный самолет, поэтому нет ограничений по количеству раз, когда они могут снять краску с самолета таким способом. ВВС используют новый метод с 2017 года и за это время успели очистить от краски 20 серийных F-16. Они надеются расширить его масштабы, чтобы иметь возможность поражать около 40 или 50 самолетов в год. Следующими самолетами в их списке, помимо гадюк, которые они уже поражают лазером, будут A-10s, F-22s и F-35s. (Между тем, система пластика под давлением никуда не денется).

Не все самолеты ВВС имеют серый цвет, и лазеры на базе ВВС Хилл испытывают трудности с самолетами, на которых есть глянцевая белая краска: это означает, что этот метод не подойдет для снятия краски с гладких F-16, которые входят в состав демонстрационной команды ВВС "Громовые птицы" - они красно-бело-синие. "Мы работаем над другими лазерами, у которых нет проблем с белым цветом, - добавляет Кроутер, - но у этих они есть".