Oblodzenie skrzydeł, stateczników i innych powierzchni aerodynamicznych samolotów to jeden z problemów z zakresu bezpieczeństwa, z którym mierzy się branża lotnicza. Osadzanie się lodu prowadzi do zaburzenia opływu powietrza, wzrostu oporu aerodynamicznego i spadku siły nośnej, może też powodować blokadę powierzchni sterujących i prowadzić do niebezpiecznych sytuacji, grożących katastrofą samolotu. Aby zapobiec oblodzeniu się skrzydeł samolotu podczas startu i fazy wznoszenia się, obsługa naziemna stosuje specjalne opryski chemiczne, które jednak nie są ani tanie, ani przyjazne dla środowiska naturalnego. Z kolei podczas lotu działają specjalne systemy przeciwoblodzeniowe, wykorzystujące ciepło z silników, co niekorzystnie przekłada się na bilans energetyczny i ekonomiczny.
Od lat prowadzone są badania nad nowymi rozwiązaniami przeciwoblodzeniowymi, od nowych środków chemicznych, przez pasywne środki zmniejszające adhezję lodu, po aktywne systemy usuwania lodu. Kilka lat temu pisaliśmy o laserowym teksturowaniu metodą DLIP (direct laser interference patterning), opracowanym w Instytucie Fraunhofera IWS. Dzięki mikrostrukturze powierzchniowej, uzyskiwanej metodą DLIP, z jednej strony lód gromadzi się trudniej, a z drugiej strony szybko odpada pod własnym ciężarem.
Ostatnio inne rozwiązanie zaprezentował Instytut Fraunhofera LBF. Wykorzystuje ono piezoelektryczne aktuatory, wzbudzające drgania o niskiej częstotliwości na obszarach, gdzie gromadzi się lód. Jak wyjaśnia Denis Becker z LBF, wibracje w niskim zakresie, rzędu kilku kiloherców, są niewidoczne dla oka, ale bardzo skuteczne. Pod ich wpływem lód pęka i odpada.
Skuteczność metody zależy od precyzyjnej identyfikacji częstotliwości drgań własnych pokrywy lodowej. W tym celu monitorowane są takie parametry, jak prędkość samolotu, wysokość lotu, temperatura otoczenia, wilgotność powietrza i grubość warstwy lodu. Opracowano algorytm, który na podstawie danych, analizowanych w czasie rzeczywistym, wylicza częstotliwość drgań własnych lodu.
Opracowane rozwiązanie przechodzi testy w tunelu aerodynamicznym. Zebrane doświadczenia zostaną wykorzystane w budowie demonstratora technologii, z pomocą którego elektromechaniczne odladzanie będzie mogło zostać przebadane w warunkach rzeczywistych.
iws.fraunhofer.de
lbf.fraunhofer.de
