Исследование ученых Томского политеха позволит создавать эффективные технологии против обледенения самолетов

Как поведение капель воды влияет на обледенение самолетов, выяснят исследователи Томского политехнического университета с коллегами из Новосибирска.

Как поведение капель воды влияет на обледенение самолетов, выяснят исследователи Томского политехнического университета с коллегами из Новосибирска. Совместный проект ученых Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Томского политеха и Института теплофизики СО РАН недавно получил грантовую поддержку Российского научного фонда. Исследование направлено на комплексное изучение процесса с учетом широкого диапазона параметров капли и свойств поверхности. Полученные данные позволят создавать эффективные противооблединительные системы самолетов и модифицировать авиационные материалы.

Проблема обледенения транспорта в процессе эксплуатации — одна из актуальных проблем аэрокосмической отрасли. Оно происходит при наличии капель переохлажденной воды, которые во время полета ударяются об элементы фюзеляжа, лопасти, элементы двигателей и другие поверхности самолетов. Образующийся при этом лед изменяет структуру поверхности самолета, что снижает аэродинамику крыла и увеличивает расход топлива. Детальное понимание этого процесса позволит, например, создавать эффективные композитные материалы для авиации, которые будут менее подвержены процессу обледенения.

Ученые Томского политехнического университета и их коллеги из новосибирского Института теплофизики будут реализовывать проект, направленный на экспериментальное и численное изучение соударения капель жидкости с твердой стенкой с контролируемыми характеристиками на микро- и наномасштабе. Новизна исследования заключается в описании особенностей поведения капель воды на поверхностях различной смачиваемости, влияющих на инициирование их обледенения.

В исследовании будут учтены различные размеры капель жидкости — от микрометрового до миллиметрового диапазона, а также высокие скорости соударения капель со стенкой — выше 10 метров в секунду. Температура жидкости также будет варьироваться в широких диапазонах, в основном в сторону понижения относительно нормальных условий. Это позволит прогнозировать процесс взаимодействия капли и поверхности при эксплуатации самолетов на разных высотах. Кроме того, будут учитываться различные характеристики поверхности, которые тоже сильно влияют на процесс взаимодействия: смачиваемость (однородная и неоднородная), проникновение жидкости в структурированные и неструктурированные поверхности, микро- и наномасштабная шероховатость и другие. Еще один запланированный варьируемый параметр – изменение угла наклона целевой поверхности и, соответственно, изучение поведения капель при такой постановке,

—поясняет основной исполнитель проекта, доцент НОЦ И.Н. Бутакова Томского политеха Максим Пискунов. В совместном проекте ученые Томского политеха будут проводить эксперименты и принимать активное участие в численном моделировании исследуемых процессов. Планируется разработка экспериментального стенда, который позволит соударяться каплям со стенкой при высоких скоростях, моделируя реальные условия. Ученые из Института теплофизики СО РАН будут заниматься математическим моделированием процессов на основе экспериментальных данных, принимая участие в их получении. Численные расчеты будут проводиться с высоким разрешением на вычислительном кластере «Каскад» в Новосибирске.

Проблема обледенения стоит не только перед аэрокосмической отраслью. Результаты, полученные в рамках проекта, в перспективе позволят повысить эффективность оборудования в ряде отраслей промышленности. Решение аналогичных задач, например, актуально в энергетической промышленности — для предотвращения образования льда на лопастях ветряных турбин, линиях электропередач,

—подчеркивает Максим Пискунов.

Коллектив приглашает молодых ученых присоединиться к исследованию. Это могут быть аспиранты, планирующие учиться по специальностям «Механика жидкости, газа и плазмы» и «Теплофизика и теоретическая теплотеплотехника», магистранты Инженерной школы энергетики ТПУ, а также других научно-образовательных учреждений Томска. Также в команду примут молодого ученого, имеющего или получающего компетенции, связанные с материаловедением, композитными материалами и характеристикой твердых поверхностей. Желающие могут обратиться напрямую к Максиму Пискунову по email:  [email protected] .

Карточка с краткой информацией о проекте, поддержанном Российским научным фондом, доступна по ссылке .

Последние новости

Прокуратура г. Стрежевого Томской области через суд потребовала возместить местной жительнице денежные средства, затраченные на покупку льготного лекарства

Прокуратура г. Стрежевого Томской области провела проверку по обращению 52-летней местной жительницы о нарушении ее прав на льготное лекарственное обеспечение.

В Каргасокском районе Томской области благодаря вмешательству прокуратуры теплоснабжающее предприятие погасило долги по заработной плате и по исполненным контрактам в общей сумме б

Прокуратура Каргасокского района Томской области на постоянной основе осуществляет надзор за исполнением законодательства в сфере жилищно-коммунального хозяйства.

Оглашен приговор по уголовному делу в отношении жительницы Колпашевского района Томской области, поджегшей на почве ревности дом, в котором находился ее бывший сожитель

Томский областной суд вынес приговор по уголовному делу в отношении ранее не судимой 22-летней жительницы г. Колпашево Томской области.

Строительство автоматизированного мусоросортировочного комплекса в г. Томске находится на постоянном контроле в Томской межрайонной природоохранной прокуратуре

Томская межрайонная природоохранная прокуратура продолжает контролировать строительство автоматизированного мусоросортировочного комплекса в г. Томске, способного обеспечить обработку более 70 % отходов региона.

На этом сайте вы сможете узнать актуальные данные о погоде в Анапе, включая прогнозы на ближайшие дни и часы

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Ваш email не публикуется. Обязательные поля отмечены *