Как наиболее эффективно удалить краску с реактивного истребителя?

ВВС надеются расширить программу, сделав процесс более быстрым и производящим меньше опасных отходов по сравнению с традиционным подходом.

Большая часть истребителей ВВС F-16 окрашена в серый цвет. Помимо маскировочного эффекта, верхние слои покрытия и грунтовка под ним предотвращают коррозию дорогостоящих металлических самолетов, возникающую под воздействием влаги. Аналогично тому, как дома необходимо перекрашивать время от времени, это нужно и реактивным истребителям.

Два робота работают с двух сторон истребителя. Алекс Ллойд / ВВС США

Иногда специалисты по техническому обслуживанию просто наносят новую краску на самолет после полировки уже имеющейся краски. Но в отличие от домов и других конструкций, которые не летают, для самолетов крайне важен вес, и если слои краски становятся слишком толстыми и тяжелыми, их необходимо удалить перед нанесением новой краски. Удаление старых покрытий - это продолжительный процесс, и при обработке каждого самолета производится около тонны опасных отходов, среди которых шестивалентный хром, вызывающий рак. В чем заключается новый метод? Автономные роботы обрабатывают самолет лазерами, чтобы осторожно сжечь краску с поверхности.

При удалении краски с F-16 традиционным способом специалисты ВВС использовали пластиковую дробь, при обработке выбрасываемую из шлангов. Система под названием абразивная обработка пластиковой дробью похожа на пескоструйную обработку. Давление дроби, прилагаемое к истребителю, механически снимает краску с поверхности. Поскольку самолет буквально обстреливается дробью, для каждого истребителя F-16 существует предел в три цикла обработки, обусловленный усталостным разрушением металлической поверхности.

Это достаточно грязный процесс. "Вы можете себе представить, насколько пыльно и грязно в камере обработки", - говорит Рик Кроутер, ведущий инженер военно-воздушной базы ВВС Хилл в штате Юта. Люди, которые держат эти тяжелые шланги, носят белые защитные костюмы и по виду напоминают пожарных, хотя вместо того, чтобы распылять на самолет воду, они используют пластик. ВВС может повторно использовать часть этой пластиковой дроби благодаря системе переработки, а другая часть дроби измельчается в процессе обработки, смешиваясь с краской и грунтовкой.

"При каждой обработке F-16 образуется 2000 фунтов пыли", - говорит Кроутер. "Все эти 2000 фунтов представляют собой опасные отходы". Большая часть пыли - это пластиковые отходы, но они перемешаны с материалами с поверхности самолета, в которых содержится шестивалентный хром и канцерогенный кадмий.

Новый способ лучше! Он не просто быстрее; вместо одной тонны опасных отходов производится всего 10-12 фунтов пепла.

Для удаления краски используется два робота с лазерами непрерывного излучения мощностью 6 кВт. Кроутер отмечает, что доступ в помещение ограничен, и люди не могут оказаться там случайно. "Никто не может входить в помещение, когда работают роботы и лазеры", - говорит он.

Роботы, управляющие лазерами, начинают работать, уже имея четкое представление о том, как выглядит истребитель. Затем роботы, расположенные с двух сторон от истребителя, используют встроенные лидары (аналогичные тем, которые применяются в автомобилях с автопилотом для восприятия окружающего мира), чтобы тщательно исследовать трехмерную геометрию самолета. Эта подробная информация позволяет роботам лучше приблизиться к рабочей поверхности. Каждый робот обрабатывает около пяти-шести различных секций самолета. "На каждом участке они останавливаются и выполняют высокоточное сканирование области, расположенной в зоне досягаемости робота", - говорит Кроутер. Так они получают информацию, необходимую для определения оптимального способа удаления краски.

Система, анализирующая каждую секцию по небольшим квадратам, может определить, следует ли обрабатывать определенные участки лазером, а также регулирует мощность их воздействия на поверхность. "Это настолько точный процесс, что мы может буквально оставить одну грунтовку", - говорит Кроутер.

Лазер воздействует на покрытие энергией, вызывая его возгорание. "Вы видите яркую вспышку", - говори он. Это краска отходит от поверхности и горит. Ее засасывает мощная вакуумная система. "Мы фактически снимаем покрытие с поверхности самолета", - отмечает он. Отсюда и 10-12 фунтов пепла.

Еще одно преимущество данного метода, в отличие от обработки пластиковой дробью, заключается в том, что лазеры не вызывают усталостное разрушение истребителя, поэтому отсутствуют ограничения по количеству циклов обработки. ВВС используют этот новый метод с 2017 года, и было обработано уже 20 истребителей F-16. Они планируют увеличить объемы до 40-50 истребителей в год. Следующие по списку, помимо самолетов Viper, которые уже подверглись лазерной обработке, - это A-10, F-22 и F-35. (Между тем, абразивная обработка пластиковой дробью все еще остается в строю.)

Не все самолеты ВВС серые, и лазеры на базе Хилл сталкиваются с трудностями при удалении глянцевой белой краски, что означает, что этот метод не подходит для снятия покрытий с самолетов F-16 демонстрационной эскадрильи "Буревестники", окрашенных в красный, белый и синий цвета. "Мы работаем над лазерами, для которых белая краска не проблема, - говорит Кроутер, - но на данный момент они еще не готовы"