Forskare från Skoltech, MIPT, Rysslands statliga forskningsinstitut för civil luftfart, University of North Texas och York University har förenklat och automatiserat labbproceduren som används för att testa anti-isningsvätskor som säkerställer säker start av flygplan. Resultaten av studien, som stöddes av Russian Science Foundation, rapporteras i tidskriften Cold Regions Science and Technology .

Ansamling av frost, snö och is på ett flygplan påverkar dess hanteringsegenskaper negativt och ökar risken för olyckor genom att förvränga luftflödet över vingarna, minska lyftkraften och skapa ytterligare motstånd. För att förhindra farlig isbildning behandlas flygplanet före start med avisningsvätskor som smälter bort eventuell is eller snö som har fastnat på metallen, och med anti-isbildningsvätskor som bildar en skyddande hinna på plätering för att förhindra ytterligare isbildning.

Eftersom anti-icing-behandling är så viktigt för att säkerställa flygsäkerheten och det finns många faktorer som spelar in – vätskeutspädning, omgivande temperatur och luftfuktighet, vind, nederbörd, flygplanshudmaterial etc. – testas anti-icing-medel ofta i laboratorier. att känna till deras egenskaper i varje detalj. Detta är en tråkig process som innebär att en specialist visuellt inspekterar en bit aluminiumplätering behandlad med en anti-isbildningsvätska i en klimatkammare som återger de nödvändiga väderförhållandena.

"Till exempel kan en labbassistent behöva mäta hur lång tid det tar innan 10 % av metallytan är täckt med is. Nu är detta ganska svårt och subjektivt, eftersom is inte nödvändigtvis expanderar från ett enda ursprung på arket, men snarare kan det bildas och växa på många ställen, på ett isolerat sätt. I så fall är det en bedömningsuppmaning för assistenten att avgöra när 10 %-gränsen har nåtts, säger Viktor Grishaev, seniorforskare vid Skoltech och the huvudutredare för studien.

"Detta förvärras av det faktum att det faktiskt är ganska utmanande att visuellt skilja mellan nakna aluminium och iskalla områden, till den grad att folk ibland tar till att peta på tallriken med en tandpetare för att vara säker", fortsatte forskaren. "Det har att göra med den mycket låga kontrasten av is på aluminium, och det är just detta problem vi har åtgärdat."

I sin uppsats föreslår Grishaev och hans kollegor att plattorna i kammaren ska belysas med en polariserad ljuskälla och observeras genom en polaroidfilm. På så sätt är isiga områden mycket lättare att urskilja, visar teamet (se bild). Eftersom en sådan ljuskälla och en polaroid är lättillgängliga och billiga, lovar tricket att göra livet för laboratorieassistenter som testar anti-isbildningsvätska enklare, nästan utan kostnad och med lite extra krångel.

Polarisationstricket gjorde det möjligt för forskare att göra ännu mer än så. Medan de nuvarande standarderna som godkänts av tillsynsorgan föreskriver tester utförda av mänskliga experter, kan detta jobb snart utföras av datorer - med större noggrannhet, tillförlitlighet och konsekvens. Låg iskontrast har varit ett av de främsta hindren för automatisering. Nu har Grishaev och hans medförfattare använt en enkel algoritm och en kamera med en polariserande filterlins för att upptäcka is genom att analysera bilder från väderkammaren.

"I en laboratoriemiljö, även med den enkla algoritmen, skulle datorer kunna överträffa människor i denna uppgift redan idag. Men kanske en dag skulle vi ha kameror på flygplatser som upptäcker isbildning på flygplan som förbereder sig för start i realtid och varnar besättningen när ytterligare anti -behandling av isvätska är i sin ordning," avslutade Grishaev. + Utforska vidare

Släta hydrofoba beläggningar kan vara mer effektiva för avisning av flygplan