Благодаря новым математическим моделям в России может появиться новая защита самолётов от обледенения

Российские ученые разработали новые математические модели, которые позволяют более точно анализировать взаимодействие жидкостей с объектами, обладающими водоотталкивающим покрытием. Эти модели помогут инженерам и проектировщикам улучшить защиту летательных аппаратов от обледенения, сообщает Центр научной коммуникации МФТИ.

Как отмечается в сообщении, новые математические модели будут применены для решения проблемы обледенения воздушных судов и снижения коэффициента трения. Это будет способствовать более осознанному выбору материалов для гидрофобных покрытий, а также снизит риски возникновения аварийных ситуаций и сократит затраты на эксплуатацию.

Разработка данного подхода осуществлена под руководством Максима Кудрова, директора Института аэромеханики и летательной техники МФТИ (Долгопрудный), совместно с его коллегами из МФТИ и Центрального аэрогидродинамического института имени Жуковского (ЦАГИ) в рамках масштабного проекта "Флагман-1", целью которого является обеспечение безопасности полетов воздушных судов и других летательных аппаратов.

Одной из самых серьезных угроз для самолетов и беспилотников является образование ледяных наростов на крыльях и фюзеляже в процессе полета. Эти наросты увеличивают массу летательного аппарата, ухудшают его аэродинамические характеристики и нарушают работу датчиков. Обычно наросты образуются при столкновении с каплями переохлажденной воды, из-за чего на конструктивные элементы наносятся всевозможные водоотталкивающие покрытия.

Эффективность этих покрытий зависит от множества факторов, в том числе от скорости вытеснения воздуха из пор на поверхности гидрофобного материала. Для получения данных и оценок, Кудров и его команда изучили обширный массив экспериментальных результатов, касающихся взаимодействий воды с гидрофобными материалами, и на этой основе разработали набор математических моделей.

Эти модели позволяют анализировать динамические характеристики гидрофобных покрытий, их взаимодействие с водой и предсказывать изменения в их свойствах при различных условиях эксплуатации. Расчеты, проведенные с использованием этих моделей, помогли исследователям установить связь между водоотталкивающими свойствами покрытий и так называемой температурой Дебая — важной термодинамической характеристикой материала фюзеляжа. Эти данные являются ключевыми при проектировании и эксплуатации летательных аппаратов, заявили ученые.