Новости

21 декабря, 2021 12:35

Гладкие гидрофобные покрытия могут оказаться более эффективны при борьбе с авиационным обледенением

Чтобы предотвратить опасное обледенение самолетов, применяют специальные жидкости и разрабатываются гидрофобные покрытия, снижающие смачиваемость корпуса и замерзание на нем воды. Вместе с тем информации о том, эффективно ли сочетание этих мер, довольно мало. Российские исследователи выяснили, как гидрофобные покрытия влияют на защитное действие противообледенительных жидкостей. Результаты их экспериментов показали, что смачиваемость обшивки не снижает эффективность обработки противообледенительными жидкостями. Однако, скапливание данных жидкостей в рельефе поверхности ухудшает противообледенительные свойства гидрофобных покрытий. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer.
Источник: Пресс-служба РНФ

Лед на поверхности самолета не только ухудшает его аэродинамику, но и может нарушить работу двигателей и управляющих устройств. Поэтому необходимо уделять большое внимание борьбе с обледенением воздушных судов как на земле, так и в воздухе.

Существует два типа защиты авиалайнеров от обледенения. Первый - наземный: пока самолет находится на земле, его обрабатывают специальными противообледенительными жидкостями. В результате на поверхности образуется защитная пленка, которая плавит атмосферные осадки (дождь, снег и прочее) и не дает воде вновь замерзнуть на корпусе. Но этих свойств хватает только на время взлета - когда самолет разгоняется, остатки защитной пленки сдуваются с поверхности, поэтому во время полета от льда воздушное судно защищают специальные противообледенительные системы, установленные на борту - например, подогрев или надувные протекторы. Для повышения эффективности таких систем авиапроизводители вместе с учеными разрабатывают гидрофобные покрытия. Они уменьшают ледообразование за счет удаления воды и снижения сцепления льда с поверхностью (адгезия).

Однако специальные гидрофобные поверхности могут помешать противообледенительной жидкости создать сплошную защитную пленку. Предыдущие исследования ученых из Канады показали, что защитное действие противообледенительных жидкостей может снижаться на гидрофобных покрытиях.

В этой ситуации исследователи Сколковского института науки и технологий (Москва) решили выяснить, как влияет смачиваемость (взаимодействие жидкости с поверхностью твердого тела) поверхности алюминия, который используется в обшивке самолета, на защитные свойства противообледенительных жидкостей. В ходе эксперимента они создали условия ледяного дождя и наблюдали за образованием льда на супергидрофильных и гидрофобных алюминиевых пластинах, обработанных противообледенительными жидкостями.

Оказалось, что на самом деле смачиваемость пластин не влияет на эффективность противообледенительных жидкостей, что не совпадает с выводами канадских исследователей. Российские ученые считают, что причиной противоположных результатов может быть поверхностное натяжение и вязкость противообледенительных жидкостей. В будущих исследованиях необходимо также учитывать шероховатость поверхности, потому что обледенение более шероховатых поверхностей происходит дольше. Кроме того, выяснилось, что скапливание жидкости в текстуре поверхности ухудшает водоотталкивающие свойства гидрофобных покрытий.

«Мы считаем, что гладкие гидрофобные покрытия, вероятно, более предпочтительны для противообледенительных систем самолета, чем шероховатые супергидрофобные покрытия, когда предполагается их контакт с противообледенительными жидкостями», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Виктор Гришаев, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD), старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий.


19 января, 2022
Астрономы обнаружили гигантские облака газа, подсвеченные активным ядром галактик
Международная группа астрономов обнаружила две системы галактик, в которых следы активности центра...
17 января, 2022
Новая 3D-модель поможет в разработке препаратов для лечения поздней стадии рака груди
Российские ученые разработали трехмерную клеточную модель рака молочной железы, который приобрел лек...