 |
Установка ученых ПНИПУ усовершенствует защиту малогабаритных летательных аппаратов от обледенения
Малогабаритные летательные аппараты широко применяются для проведения поисково-спасательных работ, аэрофотосъемки и патрулирования территорий. Однако их работа при минусовой температуре и повышенной влажности осложняется из-за обледенения лопастей вентиляторов. Оно приводит к снижению тяги и повышенному потреблению энергии, усилению вибраций, а при неконтролируемом обрыве льда – даже к повреждению всей конструкции. Ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая позволит исследовать процесс обледенения вентиляторов малых летательных аппаратов и разработать более эффективные методы борьбы с ним.
Исследование будет опубликовано в журнале «Вестник Московского авиационного института», том 30, №4, 2023. Разработка проводилась при финансовой поддержке гранта РНФ № 22-19-20118 и Минобрнауки Пермского края (Соглашение №С-26/1203 от 30.06.2022) коллективом сотрудников Центра высокопроизводительных вычислительных систем под научным руководством доктора технических наук, профессора Владимира Модорского.
Как отмечают ученые ПНИПУ, противообледенительные системы пассажирских и грузовых самолетов из-за своей сложности или наличия вспомогательных систем не всегда подходят для малогабаритных летательных аппаратов. Поэтому альтернативным способом удаления льда может служить «перегазовка» – кратковременное повышение частоты вращения вентиляторов. Политехники предположили, что на процесс разрушения льда при «перегазовке» влияют жесткость лопастей вентиляторов, качество и чистота их поверхностей, геометрия конструкции. Однако проверить это можно только с помощью опытов на специальном оборудовании.
Для этого ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку. Она состоит из малогабаритной аэрохолодильной трубы, где можно поддерживать температуру от -30 до +25 градусов Цельсия. Внутри нее находится электродвигатель, на вращающийся вал которого устанавливается исследуемый вентилятор 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.
Сложная система датчиков позволяет проводить оценку вибрации при различном уровне обледенения, получать моментальные значения влажности, давления и температуры. При помощи специального ПО исследователи управляют режимом работы электродвигателя и мощностью холодильной камеры, получают и записывают сигналы измерительного оборудования.
Ученые ПНИПУ провели эксперимент: локально изменили поверхностные свойства одной из лопастей вентилятора, установили вентилятор в трубу и в течение двух минут намораживали на него лед при частоте вращения 5000 об/мин и температуре -10 градусов Цельсия.
Затем скорость вращения вентилятора повысили до 7000 об/мин. Ледяной нарост на лопатке вентилятора 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, – отмечает кандидат технических наук, научный сотрудник Центра высокопроизводительных вычислительных систем, доцент кафедры «Авиационные двигатели» ПНИПУ Николай Саженков.
Обледенение – крайне опасное явление и актуальная проблема не только для крупногабаритной авиации, но и в сфере малых летательных аппаратов. Разработанная установка позволит ученым ПНИПУ проводить дальнейшие эксперименты и совершенствовать методы борьбы с обледенением. Это упростит использование малогабаритных летательных аппаратов в условиях плохой погоды.
Контактное лицо: Марина Козаченко (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 21:27, 17.11.2023
Количество просмотров: 333
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха нашли способ улучшить качество бумаги и картона, ПНИПУ, 22:45, 17.07.2026, Россия |
446 |
| Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали систему, которая диагностирует состояние воды в реальном времени. Это позволит в несколько раз быстрее отслеживать ухудшение ее качества и оперативно реагировать на него, сокращая убытки предприятий и снижая себестоимость товаров. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал о «горизонтальном» июльском звездопаде, ПНИПУ, 22:02, 17.07.2026, Россия |
44 |
| С середины июля до конца августа россияне смогут наблюдать звездопад Южные дельта-Аквариды. В ночь на 31 июля ожидается до 25 метеоров в час. Эти метеоры летят почти горизонтально, их называют «пасущимися». Ученый Пермского Политеха объяснил, почему поток стабилен, как на него влияет Юпитер и откуда желтоватый след. |
|
| Улучшает иммунитет, пищеварение и защищает от инсульта: ученый Пермского Политеха назвал 7 причин разрешать себе лениться, ПНИПУ, 22:13, 14.07.2026, Россия |
274 |
| 15 июля отмечается День русской лени. Ученый ПНИПУ рассказал, как она помогает очищать мозг от токсинов, восстанавливать оболочку нервов, повышать иммунитет, улучшать пищеварение, предотвращает образование тромбов, увеличивает фазу медленного сна и поднимает мотивацию, а также чем здоровая лень отличается от вредной. |
|
| Ученый Пермского Политеха объяснил, почему мы испытываем симптомы акклиматизации, даже не покидая родной город, ПНИПУ, 21:26, 14.07.2026, Россия |
52 |
| Резкие перепады температуры могут вызывать у человека симптомы, сходные с теми, что возникают при смене климатической зоны. Ученый ПНИПУ рассказал, что происходит с организмом при температурных контрастах, какие привычные средства самопомощи только вредят и почему самочувствие может ухудшиться уже после нормализации. |
|
|
|
