Щоб запобігти небезпечному обмерзанню літаків, застосовують спеціальні рідини і гідрофобні покриття, що знижують змочуваність корпусу і замерзання на ньому води. Разом з тим, інформації про те, чи ефективно поєднання цих заходів, досить мало. Російські дослідники з’ясували, як гідрофобні покриття впливають на захисну дію протиобмерзних рідин. Результати їх експериментів показали, що змочуваність обшивки не знижує ефективність такої обробки, проте критичним може бути рельєф, який заважає замерзанню льоду, але також не дає противообледенительной рідини створити однорідну захисну плівку. Робота виконана за підтримки гранту президентської програми російського наукового фонду (рнф) і опублікована в журналі international communications in heat and mass transfer.
Лід на поверхні літака не тільки погіршує його аеродинаміку, але і може порушити роботу двигунів і керуючих пристроїв, тому необхідно приділяти велику увагу боротьбі з обмерзанням повітряних суден. Поки літак знаходиться на землі, його обробляють спеціальними рідинами, і в результаті на поверхні утворюється захисна плівка, яка не дозволяє воді від атмосферних опадів замерзнути на корпусі. Однак цього вистачає тільки на час зльоту: коли літак розганяється, залишки рідини здуваються з поверхні.
Під час польоту від льоду повітряне судно захищають спеціальні системи, наприклад підігрів або надувні протектори. Для підвищення їх ефективності авіавиробники разом з вченими розробляють гідрофобні покриття, які відштовхують воду (по суті зменшують змочуваність) і знижують зчеплення льоду з поверхнею. Недавні дослідження канадських ученихпоказали, однак, що такі підходи можуть перешкодити протівообледенітельной рідини створити захисну плівку.
Дослідники сколковского інституту науки і технологій (москва) вирішили з’ясувати, чи дійсно змочуваність поверхні алюмінію, який використовується в обшивці літака, впливає на захисні властивості протиобмерзних рідин. В ході експерименту вони створили умови крижаного дощу і спостерігали за утворенням льоду на супергідрофільних, по яких рідина добре розтікається, і гідрофобних алюмінієвих пластинах, покритих протівообледенітельнимі рідинами.
Виявилося, що насправді змочуваність пластин не впливає на ефективність такої обробки, що не збігається з висновками канадських дослідників. Російські вчені вважають, що причиною протилежних результатів може бути поверхневий натяг і в’язкість протиобмерзних рідин. У майбутніх дослідженнях необхідно також враховувати шорсткість поверхні, тому що їх обмерзання відбувається довше. Крім того, результати цієї роботи показали, що скупчення рідини в текстурі поверхні погіршує водовідштовхувальні властивості гідрофобних покриттів.
«ми вважаємо, що гладкі гідрофобні покриття, ймовірно, більш кращі, ніж шорсткі супергідрофобні покриття, коли передбачається їх контакт з протівообледенітельнимі рідинами», — розповів керівник проекту по гранту рнф віктор гришаєв, кандидат наук (визнаний в рф phd), старший науковий співробітник сколковського інституту науки і технологій.
17.12.2021
