На крыле не тает лёд

Намёрзший лёд на крыльях самолёта может стать причиной авиакатастрофы при взлёте. В первую очередь, проблема обледенения актуальна для аэропортов, расположенных в северных широтах, где низкие температуры держатся по нескольку месяцев и больше. Сильный снегопад, не говоря уже о ледяном дожде, всего за одну ночь превратит припаркованное на стоянке воздушное судно в один большой сугроб или сосульку, а самолёт в отличие от машины, скребком и щёткой просто так не почистишь. Но даже там, где всегда «плюс», у самолёта есть шанс «замёрзнуть» на земле: во время длительного полёта топливо в баках, расположенных в крыльях, охлаждается приблизительно до –40 градусов Цельсия, и после приземления на крыле может образоваться ледяная корка. Чтобы лёд, снег или иней не помешали самолёту успешно подняться в небо при любой температуре, его прямо перед взлётом обязательно обрабатывают специальными противообледенительными жидкостями.

Противообледенительная жидкость (а их существует два основных типа: удаляющие уже намёрзший лёд и предотвращающие образование нового льда) должна соответствовать стандартам, чтобы оператор, который «обливает» воздушное судно, был уверен в качестве обработки и к тому же не расходовал жидкость с избытком. Поэтому такие жидкости регулярно тестируют в лабораториях. Лабораторный тест имитирует образование льда на фрагменте обшивке самолёта. В специальной климатической камере на плоскую алюминиевую пластинку наносится противообледенительная жидкость и определяется, за сколько времени 10% поверхности пластинки покроется льдом. Чем быстрее пластинка покрывается льдом, тем хуже жидкость справляется со своими свойствами. Казалось бы, всё предельно просто, но есть одно но.

Ключевой момент теста – это определение момента времени, когда обледенело 10 % площади пластинки. И это не так просто: тонкий слой льда прозрачен и его не всегда видно, что называется, на глаз. Часто оператору приходится вручную с помощью обычной зубочистки определять есть там лёд или нет. Всё это усложняет тестирование и делает его более дорогим. Исключить «человеческий фактор» из лабораторного теста можно с использованием инфракрасных камер, источников лазерного излучения с определённой длиной волны и систем компьютерного зрения, но это также не лучшим образом сказывается на стоимости тестирования (а оно не должно быть очень дорогим). Да и надёжность у подобных методов не всегда выше «обычного» визуального тестирования.

Как пишут в Wissenschaft und Technologie der kalten Regionen группа исследователей из Сколтеха, МФТИ, ГосНИИ ГА, Университета Северного Техаса и Йоркского университета, упростить лабораторный тест противообледенительных жидкостей можно с помощью наблюдений за замерзающей пластинкой в ​​поляризованном свете. Свойства поляризованного света используют в фотографии – с помощью поляризационных фильтров для фотообъективов можно убрать солнечные блики от воды или стекла и сделать цвета фотографии «сочнее». Аналfolgen

Оказалось, что алюминиевая пластинка, покрытая водой или противообледенительной жидкостью и пластинка с уже образовавшейся твёрдой коркой льда по-разному бликуют, и эту разницу хорошо видно в поляризованном свете. Если подсвечивать пластины в климатической камере поляризованным источником света, то наблюдая за образованием льда через полароидную плёнку, можно намного точнее определить время замерзания 10% площади пластинки. А для создания лабораторной установки исследователи кроме стандартной для подобных экспериментов климатической камеры понадобились только любительская цифровая «зеркалка» и дешёвая плёнка-полароид, которую используют для ремонта жидкокристаллических экранов.


Образование льда на алюминиевой пластине в климатической камере: обледенение, обнаруженное с помощью предложенного в исследовании подхода (слева), и видимое невооруженным глазом (справа). Источник: Viktor Grishaev et al./Wissenschaft und Technologie der kalten Regionen.

При обработке противообледенительными жидкостями уже настоящих самолётов возникают те же проблемы с «невидимой» ледяной коркой: качество удаления льда с крыльев лайнеров не редко определяют в прямом смысле на ощупь. Возможно, когда-то и в аэропортах появятся простые в использовании камеры, которые в режиме реального времени будут регистрировать образование льда на самолетах перед вылетом и вовремя оповещать экипаж и службы о необходимости проведения дополнительной противообледенительной обработки.



Source: Автономная некоммерческая организация "Редакция журнала «Наука и жизнь»" by www.nkj.ru.

*The article has been translated based on the content of Автономная некоммерческая организация "Редакция журнала «Наука и жизнь»" by www.nkj.ru. If there is any problem regarding the content, copyright, please leave a report below the article. We will try to process as quickly as possible to protect the rights of the author. Thank you very much!

*We just want readers to access information more quickly and easily with other multilingual content, instead of information only available in a certain language.

*We always respect the copyright of the content of the author and always include the original link of the source article.If the author disagrees, just leave the report below the article, the article will be edited or deleted at the request of the author. Thanks very much! Best regards!