Российские ученые и их коллеги из США и Канады упростили и автоматизировали лабораторную процедуру тестирования противообледенительных жидкостей, используемых для обеспечения безопасности полетов. Исследователи предложили подсвечивать пластины обшивки поляризованным источником света и наблюдать за образованием льда через полароидную пленку. Статья опубликована в журнале Cold Regions Science and Technology.
Обледенение, которое образуется на поверхности самолета, нарушает обтекание крыла, уменьшает подъемную силу и создает дополнительное сопротивление, что негативно сказывается на управляемости и повышает вероятность аварийных ситуаций. Чтобы избежать этих последствий, самолет перед взлетом обрабатывают специальными противообледенительными жидкостями. Некоторые из них используются в нагретом виде для удаления снежно-ледяных отложений, другие образуют защитную пленку и препятствуют образованию льда в полете. Эффективность противообледенительной обработки зависит от множества факторов, поэтому требует трудоемкого тестирования.
Оператору необходимо определить время, за которое 10% поверхности металла покрывается льдом. При этом образование льда не всегда начинается в одной точке, лед чаще появляется в виде разбросанных по поверхности пластины островков. В этом случае решение о достижении 10%-ной отметки принимается исключительно на основе субъективной оценки. Кроме того, свободные ото льда и покрытые льдом участки с трудом различимы невооруженным глазом, поэтому зачастую для подтверждения визуальных наблюдений поверхность приходится зондировать.
Ученые из Сколтеха, МФТИ, ГосНИИ ГА, Университета Северного Техаса и Йоркского университета смогли решить эту проблему. Авторы предложили подсвечивать пластины в камере поляризованным источником света и наблюдать за образованием льда через полароидную пленку. Ученые показали, что таким образом различить участки обледенения гораздо легче. Поляризованные источники света и полароидная пленка широко доступны на рынке по умеренным ценам, а новый подход позволит существенно упростить задачу операторов по тестированию свойств противообледенительных жидкостей.
Ученые также оценили возможность использования компьютеров для тестирования. Действующие стандарты предусматривают проведение испытаний вручную, но в недалеком будущем эту работу смогут выполнять компьютеры, причем делая это более точно, надежно и последовательно. До сих пор одним из главных препятствий на пути к автоматизации был низкий контраст льда. Теперь авторы предложили способ обнаружения обледенения с использованием фотокамеры с поляризационным фильтром на объективе и последующим анализом данных съемки в климатической камере при помощи простого алгоритма.
«В лабораторных условиях компьютеры даже с таким простым алгоритмом уже сегодня могут справляться с этой задачей лучше, чем люди. Возможно, когда-нибудь у нас в аэропортах появятся камеры, которые в режиме реального времени будут регистрировать образование льда на самолетах перед вылетом и оповещать экипаж о необходимости проведения дополнительной противообледенительной обработки», — говорит руководитель исследования Виктор Гришаев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
