Обледенение не пройдёт: новая разработка обещает революцию в авиации

Лёд на крыльях самолётов — это не просто неудобство, а серьёзная угроза. Он снижает аэродинамическую эффективность, мешает стабильному полёту и может стать причиной аварий. Учёные из Томска нашли способ, который может радикально изменить подход к защите техники от наледи.

Фото: flickr.com by Kiefer, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/

Lufthansa Boeing 747-430

Скольжение капли — под контролем

Исследователи Томского политехнического университета и Института теплофизики СО РАН разработали уникальную физико-математическую модель. Она позволяет точно рассчитывать, как далеко "проскользит" капля воды до отскока, когда ударится о наклонную водоотталкивающую поверхность. Это важный шаг в создании эффективных покрытий, которые:

• Предотвращают образование льда.
• Способствуют самоочищению поверхностей.
• Защищают от обрастания.

Водоотталкивающие поверхности будущего

Современные антиобледенительные решения базируются на супергидрофобности — способности поверхности "отталкивать" воду. Это достигается благодаря микронным и наноразмерным неровностям, а также специальным химическим составам. Новая модель помогает проектировать такие покрытия быстрее и точнее.

Реалистичное моделирование

Томские физики предложили необычный метод расчёта максимального диаметра растекания капли воды, учитывая её проникновение в микронные неровности. Более того, расчёты показали высокую точность: погрешность составила всего 10-20%, что вполне допустимо для практики.

Эксперименты на скорости

Чтобы сделать модель ещё точнее, учёные увеличили скорость столкновения капель с поверхностью до 20 м/с, используя аэрогидродинамическую трубу. Это позволило смоделировать реальные условия — например, когда осадки попадают на лопасти ветряков или корпуса самолётов.

Также впервые стали учитываться температурные факторы: исследователи охлаждали и воду, и поверхность удара. Так воссоздавались природные условия, в которых покрытие должно работать.

Кто стоит за исследованием

Работа ведётся при поддержке РНФ. В проекте участвуют студенты и преподаватели Научно-образовательного центра имени И. Н. Бутакова Инженерной школы энергетики ТПУ, а также специалисты Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе и Новосибирского госуниверситета.

Уточнения

Авиа́ция (через фр. aviation, от лат. avis - "птица") — теория и практика передвижения по воздуху на летательных аппаратах, область человеческой деятельности, охватывающая создание и использование воздушных судов (ВС), необходимые для этого наземную инфраструктуру и специалистов (систему аэродромов и аэропортов, средств обеспечения полётов), а также специализированные области знаний (аэродинамики, механики полёта, аэронавигации).