
Авиационная и ракетно-космическая техника
Авторы
1*, 1, 21. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. ПАО «Яковлев», Ленинградский проспект, 68, Москва, 125315, Россия
*e-mail: iliya.zhigulin@yandex.
Аннотация
Обледенение относится к опасным воздействиям окружающей среды на летательные аппараты и оказывает существенное влияние на безопасность полета, поскольку из-за обледенения значительно ухудшаются аэродинамические качества воздушного судна. Целью работы являлось аналитическое и экспериментальное подтверждение того, что применение современных материалов и функциональных покрытий позволяет уменьшить протяженность зоны отложения льда на аэродинамической поверхности за счет более эффективного удаления незамерзших капель с поверхности, тем самым предотвращая снижение характеристик в условиях обледенения. Обледенение аэродинамического профиля исследовалось в программе Icing посредством расчета траекторий движения воды в поле течения воздушного потока около профиля ЦАГИ-831 и в условиях искусственного обледенения во всесезонной аэродинамической трубе ЭУ-1. В работе также приведены результаты эксперимента в искусственных условиях обледенения и сравнения характеристик обледенения контрольного профиля и профиля с супергидрофобным покрытием, подтверждающие, что зона отложения льда на профиле с супергидрофобным покрытием ограничивалась двумя траекториями движения капель, касательными к профилю, т.е. зоной соударения без последующего растекания капель. Новые функциональные покрытия, разрабатываемые в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина, предлагаемые к применению в качестве средства противообледенительной защиты воздушного судна, позволяют улучшить эксплуатационные свойства и повысить безопасность полета в условиях обледенения.
Ключевые слова:
супергидрофобные покрытия, зона отложения льда, испытания с имитацией обледенения, сертификационные испытанияСписок источников
- Тенишев Р.Х., Строганов В.А., Савин В.С. и др. Противообледенительные системы летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1967. 320 с.
- Lynch F.T., Khodadoust A. Effects of ice accretions on aircraft aerodynamics // Progress in Aerospace Sciences. 2001. Vol. 37. No. 8, pp. 669–767. DOI: 10.1016/s0376-0421(01)00018-5
- Стасенко А.Л., Толстых В.А., Широбоков Д.А. К моделированию оледенения самолета: динамика капель и поверхность смачивания // Математическое моделирование. 2001. Т. 13. № 6. С. 81–86.
- Шевяков В.И. Решение новых задач аэродинамики в процессе сертификации самолетов транспортной категории – противообледенительная система // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. № 199. С. 74-82.
- Иванико А.К. Моделирование обледенения несущих поверхностей самолетов: Автореферат дисс. ... канд. техн. наук. Рига, 1971. 28 с.
- Hardesty A. Jr. The measurement of the adhesion of glaze ice. PhD thesis. 2018. Paper 2987. 269 p. DOI: 10.18297/etd/2987
- Зыонг Д.Т. Обтекание планера гражданского самолета в условиях начальной стадии обледенения: Дисс. ... канд. физ.-матем. наук. Жуковский, 2018. 136 c.
- Гулимовский И.А., Гребеньков С.А. Применение модифицированного метода поверхностного сеточного обертывания для численного моделирования процессов обледенения // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 2. С. 29-36. DOI: 10.34759/vst-2020-2-29-36
- Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Anti-icing potential of superhydrophobic coatings // Mendeleev Communications. 2013. Vol. 23. No. 1, pp. 34–36. DOI: 10.1016/j.mencom.2013.01.002
- Huang X., Tepylo N., Pommier-Budinger V., et al. A survey of icephobic coatings and their potential use in a hybrid coating/active ice protection system for aerospace applications // Progress in Aerospace Sciences. 2019. Vol. 105, pp. 74-97. DOI: 10.1016/j.paerosci.2019.01.002
- Veronesi F., Boveri G., Mora J., et al. Icephobic properties of anti-wetting coatings for aeronautical applications // Surface and Coatings Technology. 2021. Vol. 421: 127363. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2021.127363
- Yamazaki M., Jemcov A., Sakaue H. A Review on the Current Status of Icing Physics and Mitigation in Aviation // Aerospace. 2021. Vol. 8. No. 7: 188. DOI: 10.3390/aerospace8070188
- Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 7. С. 619–638.
- Жигулин И.Е., Емельяненко К.А., Сатаева Н.Е. Применение супергидрофобных покрытий для борьбы с обледенением аэродинамических поверхностей самолета // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 1. С. 200–212. DOI: 10.34759/vst-2021-1-200-212
- Ludlam F.H. The heat economy of rimed cylinder // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1951. Vol. 77. No. 334, pp. 663-666. DOI: 10.1002/qj.49707733410
- Quéré D. Non-sticking drops // Reports on Progress in Physics. 2005. Vol. 68. No. 11, pp. 2495–2532. DOI: 10.1088/0034-4885/68/11/r01
- Жбанов В.А., Кашеваров А.В., Миллер А.Б., и др. Исследование обледенения в различных условиях // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=104140
- Нормы летной годности самолетов транспортной категории НЛГ-25. М.: ЦЕНТРМАГ, 2025. 546 с.
- Авиационные правила. Ч. 25. Рекомендательный циркуляр РЦ-АП-25.1419 Защита от обледенения. МАК АР, 2023. 41 с.
- AC 25-25A. Performance and handling characteristics in the icing conditions. FAA, 2014. 72 p.
- AC 25-28. Compliance of Transport Category Airplanes with Certification Requirements for Flight in Icing Conditions. FAA, 2014. 87 p.
- Kuiyuan M., Guiping L., Haichuan J., et al. 3D numerical investigation of surface wettability induced runback water flow behavior // Renewable Energy. 2025. Vol. 246 (C). DOI: 10.1016/j.renene.2025.122937
mai.ru — информационный портал Московского авиационного института © МАИ, 1994-2025 |