Главная проблема авиации — это обледенение. Тонкий слой льда на крыльях или корпусе может серьезно ухудшить аэродинамику самолета, поставить под угрозу управление и безопасность полета. Особенно коварен так называемый «стекловидный» лед, возникающий при температурах от нуля до минус десяти градусов Цельсия. Этот лед образуется из переохлажденных капель воды и почти незаметен глазу, но прочно прикрепляется к поверхности металла.
Методы борьбы с обледенением
Есть несколько проверенных методов, которые помогают самолетам противостоять льду:
Электрический подогрев
Провода или пленки с токопроводящим покрытием размещаются на передних кромках крыльев и других чувствительных участках. Ток нагревает поверхность, и лед просто тает. Главный недостаток — увеличение расхода электроэнергии, что ведет к дополнительным тратам топлива.
Воздушный обогрев
Воздушный обогрев — это когда горячий воздух от двигателя подается в полости крыльев и носа самолета. Горячий воздух растапливает лед, не давая ему накапливаться. Плюс метода — минимальная нагрузка на бортовую электросеть. Минус — требуется дополнительное оборудование и топливо.
Химические жидкости
Химические жидкости образуют пленку, которая предотвращает образование льда. Метод эффективен, но имеет побочные эффекты: жидкости дорогие, токсичные и загрязняют окружающую среду.
Конструктивные особенности
Аэродинамические профили и углы наклона поверхностей самолета также играют роль в защите от обледенения. Инженеры учитывают это при проектировании новых моделей самолетов.
Обледенение и безопасность полетов
Обледенение опасно для самолетов по нескольким причинам:
- Ухудшается подъемная сила крыла, что приводит к потерям высоты.
- Лед увеличивает вес самолета, увеличивая расход топлива.
- Образование льда на стеклах кабин пилотов снижает видимость.
- Изменяется балансировка самолета, что затрудняет управление.
Именно поэтому борьба с обледенением — важнейшая задача для авиакомпаний и авиационных служб.
Прогресс в защите от обледенения
Авиастроители постоянно ищут новые способы защиты самолетов от обледенения. Например, разрабатываются специальные покрытия, которые отталкивают влагу и не дают льду нарастать. Другие исследователи работают над усовершенствованными методами подогрева, чтобы сократить расход энергии и топлива.
Ученые из Пермского Политехнического университета представили уникальное решение для защиты самолетов от обледенения. Речь идет о самоуправляемом покрытии для воздушного транспорта, выполняющей сразу три важные функции: обнаружение льда, его уничтожение и подтверждение результата очистки. Информацию предоставил портал «Газета.Ru», ссылаясь на представителей ПНИПУ.
Пермские ученые разработали инновационное покрытие, способное самостоятельно выявлять лед и избавляться от него. В основе изобретения — пьезоэлектрический слой с особой конструкцией IDE-электродов, выполненной в виде двойных гребенок или спирали. Такая конструкция создает сильное вибрационное поле, способное уничтожить слой льда толщиной до пяти миллиметров.
Эта «умная кожа» представляет собой многослойную конструкцию с защитным полимерным покрытием. Во время работы покрытие выделяет тепло, уменьшая сцепление льда с поверхностью. Интересно, что система оснащена функцией самодиагностики: когда покрытие очищает лед, сила электрического тока увеличивается, а после завершения очистки — резко падает.