Цивилизация
Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) предложили способ испытания эффективности защиты малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) от обледенения. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе научного учреждения.
Небольшие беспилотники широко применяются для проведения поисково-спасательных работ, аэрофотосъемки и наблюдения за территориями. Однако их работа при минусовых температурах и высокой влажности осложняется из-за образования льда на лопастях дронов.
Из-за ограниченных размеров БПЛА не могут использовать противообледенительные системы, применяемые в пассажирской и грузовой авиации. Поэтому дроны полагаются на метод «перегазовки» — резкого повышения скорости вращения винтов на короткое время. Ученые ПНИПУ предположили, что процесс разрушения льда при «перегазовке» влияет на жесткость лопастей и геометриии их конструкции.
Для изучения этих процессов политехники построили установку, включающую в себя аэрохолодильную трубу, в которой можно поддерживать температуру от -30 °C до +25 °C. Внутри нее находится электродвигатель, вращающий винт исследуемого летательного аппарата.
Высокоскоростная камера фиксирует процесс эксперимента на скорости до 960 кадр/сек. Облако капель охлажденной жидкости распыляется при помощи форсунки, а в нее подается из емкости под давлением компрессора.
Система датчиков позволяет проводить оценку вибрации при различном уровне обледенения, получать моментальные значения влажности, давления и температуры. При помощи специального программного обеспечения исследователи управляют режимом работы электродвигателя и мощностью холодильной камеры, получают и записывают сигналы измерительного оборудования.
Специалисты Пермского Политеха испытали устройство, установив пропеллер в трубу и в течение двух минут покрывали его льдом при частоте вращения 5000 об/мин и температуре -10 °C.
Затем скорость вращения ротора повысили до 7000 об/мин. Ледяной нарост на лопатке винта с измененными свойствами разрушился, однако на остальных трех лопатках лед остался. Окончательный сход льда с остальных лопаток произошел после достижения частоты вращения 11500-12000 об/мин.
Ученые предположили, что локальная неоднородность свойств изменила характеристики сцепления льда с лопастью, поэтому на ней сход льда произошел при меньшей частоте оборотов.
«Управляемое изменение свойств поверхности вентилятора может снизить энергозатраты на «перегазовку» в процессе полета и, как следствие, повысить его максимальную продолжительность», – рассказал «Газете.Ru» кандидат технических наук, научный сотрудник Центра высокопроизводительных вычислительных систем, доцент кафедры «Авиационные двигатели» ПНИПУ Николай Саженков.
Ранее в России разработали установку для проверки экспериментального авиатоплива.
