Исследователи ПНИПУ впервые экспериментально показали, что лазерное излучение может эффективно разрушать лед на поверхностях летательных аппаратов при меньших энергозатратах, чем существующие системы. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Обледенение считается одной из главных угроз авиации. Оно возникает, когда самолет попадает в облака переохлажденных капель воды, которые при контакте с корпусом мгновенно замерзают. Нарастающий лед изменяет форму крыла, увеличивает сопротивление воздуха и может нарушить работу двигателей.
Сегодня для борьбы с этим используют тепловые, механические и химические системы. Однако они имеют серьезные недостатки: требуют много энергии, увеличивают массу конструкции или нуждаются в запасах реагентов. В поисках альтернативы ученые обратились к лазерному излучению. Оно позволяет воздействовать на лед дистанционно, без контакта с поверхностью и с меньшими затратами энергии.
Чтобы проверить эту идею, исследователи создали экспериментальную установку и провели серию испытаний. В качестве моделей использовали кубики льда размером 50×50×50 мм и тонкие ледяные пластины, имитирующие наледь на крыльях.
«Чтобы понять, как лазер взаимодействует со льдом, мы создали специальную модельную установку», — рассказал младший научный сотрудник ПНИПУ Никита Владимиров.
Ученые оценивали эффективность по трем параметрам: глубине и диаметру плавления, а также массе удаленного льда. В результате удалось определить оптимальные режимы работы, при которых разрушение происходит быстрее всего при минимальном энергопотреблении.
«Мы проверили, способен ли лазер разрушать намерзший слой быстрее, чем он нарастает в реальных условиях. Средняя скорость нарастания льда значительно ниже, что подтверждает принципиальную возможность использования лазера», — отметил декан аэрокосмического факультета ПНИПУ Владимир Модорский.
Это означает, что лазерная система сможет не только удалять уже образовавшийся лед, но и предотвращать его накопление. По сравнению с традиционными тепловыми системами, которые работают в течение нескольких минут, лазер действует быстрее и потребляет меньше энергии.
Разработка особенно актуальна для авиации в Арктике и на Крайнем Севере, где обледенение остается постоянной проблемой, а существующие методы защиты часто работают неэффективно.
Полученные результаты легли в основу экспериментальной установки «Луч-1», предназначенной для дальнейших испытаний в условиях, приближенных к реальным полетам. В перспективе технология может стать основой новых противообледенительных систем для самолетов и вертолетов.
Ранее в России разработали систему, которая «видит» работу мышц с высокой точностью.