Почему мы не используем гидрофобные (ледофобные) покрытия вместо традиционных антиобледенительных методов?

Я инженер-конструктор самолетов АОН, и на днях во время полета в условиях обледенения у меня возникла мысль. Я знаю, что существует множество способов борьбы с обледенением (согласно приведенной ниже диаграмме из этого поста , многие из которых сложны по своей природе и требуют большего внимания при проектировании и эксплуатации по сравнению с пассивными покрытиями).

Почему бы не использовать гидрофобные (точнее, ледофобные) покрытия вместо более распространенных методов вроде противообледенительных ботинок, ТКС или стравливания воздуха? Я думаю, что полоска гидрофобного материала, такого как микрофлюидная диагностическая пленка 3M™ , или гидрофобная добавка к краске, покрывающая переднюю кромку, подойдет для большинства самолетов авиации общего назначения. Я уверен, что есть недостатки, которых я не вижу, иначе его использовали бы гораздо больше.Таблица противообледенительных методов

Успешный гидрофобный материал должен выдерживать температуры от -50°С. (на высоте) до 110° (на съезде в пустыне летом) и быть устойчивым к легкому мусору (пыль и насекомые), сталкивающемуся со скоростью более 100 миль в час, при воздействии агрессивных загрязнений (разливов топлива и масла, даже крошечных капель). Вы рассматривали эти эффекты?
@abelenky Хороший вопрос, но да, я думал об этом. Мы часто используем материал, называемый липкой лентой, на самолетах, и вы просто меняете толщину и жесткость ленты, на которую часть самолета она наносится. Достаточно толстого (~ 0,030-0,050 дюйма) должно быть достаточно для злоупотребления, которое потребуется, не говоря уже о том, что вы можете заменять его через определенные промежутки времени.
@abelenky: И это должно длиться 50 или более лет. (Или быть легко заменяемым.) Большинство пластиков имеет тенденцию разлагаться от длительного воздействия солнечного света.
-50 градусов Цельсия будет недостаточно. Только что пролетел над Гренландией, было -66 градусов на высоте 11000 футов.
@JoeBo продукт, на который вы предоставили ссылку, является гидрофильным , а не фобным.

Ответы (2)

Я не сомневаюсь, что было проведено множество экспериментов с использованием покрытий на самолетах АОН, и в той мере, в какой покрытие будет работать, основной проблемой, которую я вижу, является разрушение покрытия под воздействием УФ-излучения и эрозии. Покрытие, вероятно, придется регулярно восстанавливать, и, вероятно, это будет слишком дорого для большинства скупых пилотов АОН.

Другой момент заключается в том, что чистый лед, который формируется быстро, может иметь тенденцию оставаться на месте, потому что он «закруглен» вокруг передней кромки, и антипригарная поверхность может не помочь, поскольку форма льда может более или менее механически удерживаться на месте, даже если она не может прилипнуть к поверхности. Изморозь, которая имеет тенденцию накапливаться перед носом LE, вероятно, лучше отойдет от антипригарного покрытия.

Кстати, ваша диаграмма не включает «испарительный» антиобледенитель, который является подтипом антиобледенителя с подогревом. На реактивных самолетах это часто используется с жесткими (не решетчатыми) передними кромками из-за необходимости избегать «ледяного обледенения». Передняя кромка, достаточно горячая, чтобы растопить лед, но ниже точки кипения, позволит воде течь обратно и повторно замерзать дальше на незащищенной ото льда части крыла. Антиобледенительные системы в таком случае будут испарительными, то есть настолько горячими, что вода сразу испаряется при прикосновении (как паровой утюг).

Такие антиобледенительные системы работают при температуре 105+ С. Покрытие, которое могло бы предотвратить прилипание льда позади LE, могло бы быть весьма полезным и могло бы позволить этим крыльям работать в более низкотемпературных системах (тепло разрушает структуру LE в долгосрочной перспективе).

Обледенение на решетчатых крыльях допустимо, и эти антиобледенительные системы будут работать намного холоднее, около 50 градусов по Цельсию.

С другой стороны, я всегда задавался вопросом, почему некоторые реактивные самолеты защищают от обледенения горизонтальное хвостовое оперение, а некоторые нет. Оказывается, вам не нужно защищать поверхность от обледенения, если вы сделаете ее достаточно большой.

И для многих пилотов АОН попадание в условия обледенения — редкость. Примерно за 40 лет полета я столкнулся со льдом ровно один раз. (Во время тренировки с инструментом, с моим инструктором.)
Проблема для самолетов АОН без сертификата на борьбу с известным обледенением заключается в том, что если вы хотите путешествовать по ППП, вы в значительной степени застряли ниже уровня замерзания, а это означает, что зимой вы все равно можете летать только в ПВП или, может быть, очень тонкие слои облаков. вы можете пройти быстро.

тончайшая маслянистая пленка грязи на любом таком антивлажном покрытии сделает его полностью неэффективным. На практике нет возможности поддерживать это покрытие в атомистически чистом состоянии.

Почему мы не используем гидрофобные (ледофобные) покрытия вместо традиционных антиобледенительных методов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v