Какие распространенные формы антиобледенения и антиобледенения существуют и какие будущие альтернативы исследуются?

В целом, используются следующие методы борьбы с обледенением (удаление льда после его образования) и антиобледенения (предотвращение образования льда):

Изображение от GKN Technology: на пути к более эффективному самолету

• Механический , который просто отталкивает лед от передних кромок. Примером могут служить пневматические противообледенительные сапоги, которые являются старейшим методом, когда для удаления скопившегося льда с передних кромок используется надувной резиновый чехол.

Источник: quora.com

« Deicer (PSF) » Пирсона Скотта Форесмана - Архив Пирсона Скотта Форесмана , переданный в дар Фонду Викимедиа → Этот файл был извлечен из другого файла: PSF D - 240001.png .

• Обогрев В больших самолетах передние кромки крыла (и хвоста) обогреваются отбираемым от двигателя воздухом (электротермические обогреватели в случае Boeing 787) для защиты от обледенения.

Изображение из систем защиты от обледенения самолетов Лесли Мел и Энни Парсонс

• В системах химической защиты от обледенения используются сухие или жидкие химикаты, предназначенные для понижения температуры замерзания воды (различные соли или рассолы, спирты, гликоли); или комбинацией этих различных методов.

• Жидкостные системы защиты от обледенения, которые используют противогололедную жидкость из резервуара для хранения и подают через микрофильтры на несколько пористых металлических распределительных панелей. Вытекая, жидкость разрывает сцепление между льдом и крылом, и поток воздуха уносит ее, создавая так называемое «плачущее крыло».

Существует также ряд других противообледенительных и противообледенительных методов, таких как:

• В электроимпульсном методе используются высоковольтные конденсаторы, которые быстро разряжаются через катушки, установленные непосредственно внутри обшивки передней кромки самолета, в результате чего возникает электромагнитная сила отталкивания (на обшивку самолета), отбрасывающая лед во все стороны. Однако электромагнитные помехи и структурная усталость, связанные с этим методом, ограничивают его применение.

• Электрошоковая система разделения Электрический ток проходит через параллельные слои плоской медной ленты. При прохождении большого импульса тока создается отталкивающее магнитное поле, заставляющее верхний проводник подпрыгивать менее чем на одну двадцатитысячную дюйма. Возникающее в результате высокое ускорение заставляет лед раскалываться на крошечные частицы, которые падают с поверхности самолета.

Электрошоковая система разделения разбивает и выбрасывает лед из модели крыла в ходе испытаний в аэродинамической трубе с сайта ipp.nasa.gov.

• Электромеханическая противообледенительная система вытеснения , принцип действия которой разработчик задает как,

Электрический импульс сильного тока длительностью в микросекунды, подаваемый на приводы в хронометрированных последовательностях, генерирует противоположные электромагнитные поля, которые заставляют приводы быстро менять форму. Это изменение формы актуатора передается эрозионному щиту LEA, заставляя его изгибаться и вибрировать с очень высокой частотой. Это быстрое движение приводит к отслаиванию скопившегося льда на эрозионном щите за счет ускорения.

Изображение из «Обзора технологий защиты от обледенения и защиты от обледенения с перспективами на будущее » Здобыслава Горая

• Ультразвук Некоторые исследования также проводятся в области вибрации крыльев с использованием ультразвука для удаления образовавшегося льда.

• Также было предложено использовать сплавы с памятью формы для противообледенительной и антиобледенительной обработки, при этом их свойства изменения формы используются для удаления льда, когда это необходимо.

Изображение из «Обзора технологий защиты от обледенения и защиты от обледенения с перспективами на будущее » Здобыслава Горая

Также были проведены некоторые исследования использования углеродных нанотрубок для этой цели.

Это зависит от самолета, но вообще говоря, есть,

Сапоги De-Ice Boots , которые работают, позволяя льду накапливаться, а затем надуваются, тем самым откалывая лед от передней кромки.

(источник)

Обогрев передней кромки Относительно само собой разумеющийся, но он просто нагревает переднюю кромку либо электрически, либо с помощью горячего воздуха, отбираемого от двигателя.

( источник )

Weeping Wing (Chemical) — это технология, используемая на некоторых небольших самолетах, когда противообледенительная жидкость прокачивается через небольшие отверстия в передней кромке крыла, чтобы предотвратить нарастание льда. Это представляет 2 отдельные проблемы, от которых другие системы не страдают. Помимо веса, который вы берете для системы, ее жидкость для самоудаления льда тяжелая и дает еще одну полезную нагрузку. Вы также рискуете израсходовать всю свою жидкость во время полета.

( источник )

У FAA есть хороший брифинг по этому вопросу, который вы можете найти здесь, в котором описаны все различные типы систем и риски, связанные с обледенением. Их официальный список средств предотвращения обледенения:

1. Нагрев поверхностей горячим воздухом
2. Нагрев электрическими элементами
3. Разбивание ледяных образований, обычно надувными ботинками.
4. Химическое применение

Существует четыре распространенных формы, и не все из них доступны для всех самолетов:

1. Нагрев передней кромки всех поверхностей. Это делается либо путем отбора воздуха, либо электрически, и оба варианта уменьшают тягу двигателя. Из-за высокого энергопотребления электрический обогрев в основном используется на воздухозаборниках или основаниях гребных винтов.
2. Надувные резиновые сапоги. Они более экономичны, но должны эксплуатироваться правильно. Если активировать слишком рано, тонкий лед не отломится, если активировать слишком поздно, толстый лед не даст им надуться.
3. Противообледенительная жидкость : для этого требуются тонкие отверстия в передней кромке, через которые выдавливается противообледенительная жидкость, чтобы разрушить связь между льдом и конструкцией. В некоторых кораблях Beech Starship использовались передние кромки из титана с отверстиями, вырезанными лазером. В более ранних системах, таких как BAe-125 , использовались листы из спеченного металла с крошечными порами.
4. Летайте быстрее: военным самолетам не нужна защита от обледенения, они используют тепло застоя , создаваемое более высоким числом Маха полета. Как правило, скорости полета 0,9 Маха или выше достаточно, чтобы избежать проблем в условиях легкого обледенения.

Относительно будущих средств: Трудно делать прогнозы, особенно о будущем .