Isackumulering på flygplanets vingar är en vanlig bidragande orsak till flygplanolyckor. De flesta befintliga modeller fokuserar på antingen is som fryser som en tunn film på flygplanet, eller omedelbart efter att det påverkar vingen. Forskare har meddelat en ny modell, redogör för en kombination av dessa former, som de hoppas kommer att smälta vårt missförstånd om istillväxt.

Ett team vid University of Nottingham använde en simulering som matchar experimentella och in situ -observationer för att karakterisera is på ett spektrum mellan rimeis som bildas från vattenånga och glasyris som bildas från underkylda vattendroppar. Deras arbete bygger på befintliga modeller genom att introducera en ny parameter som svarar för förändringar i vidhäftningsegenskaper. Deras papper, publicerad i Vätskans fysik , ger en modell för fyra stadier av isbildning på flygplanets vingar. I synnerhet, författarna utökar den kommersiellt tillgängliga ICECREMO -koden (ice accretion modellering) till att inkludera en ny definition av blandad is.

"Ända tills nu, det har saknats arbete med forskning om blandad is, "sa Zaid Ayaz Janjua, en författare på tidningen. "Vårt arbete kommer att hjälpa till att informera forskning om termiskt aktiva nanocoatings för flygplan för att bekämpa isbildning."

De flesta modeller överväger två former:glasyris och rimeis. Glasyr is är slät och klar som glas, medan rimeis är gropig och ogenomskinlig.

"Du kan tänka på rimeis som den typ av is du lätt kan skrapa bort från väggarna i din frys, medan glasyris är mer som isbit, "Sa Janjua.

Gruppen introducerade en frysningsfraktion för att beskriva andelen superkylda droppar som fryser vid påverkan. Isblandningen har vidhäftningsegenskaperna hos glasyris när denna fraktion är noll. De verifierade fraktionen med tidigare experimentella data om hur höjden av ackumulerad is påverkar rimeisuppsamling över tid.

Sedan, de modellerade stadierna av airfoil ice accretion. När randis täcker vingen, mindre is fryser vid påverkan eftersom rimeis är en sämre värmeledare än flygplansmaterial. Som ett resultat, glasyris bildar en isblandning på vingen. När denna blandade is blir tjockare och ledningshastigheten minskar, en vattenfilm börjar dyka upp tills isen har fått en övervägande glasyrprofil.

"För en viss uppsättning atmosfäriska förhållanden, du kan ha väldigt olika ishöjder, vilket i hög grad skulle påverka mängden energi som behövs för att ta bort isen eller till och med de verktyg du kan välja för att uppnå det, "Sa Janjua.

Janjua sa att han hoppas att framtida arbete kommer att se bortom ishöjden och undersöka hur is ackumuleras tvådimensionellt över ett flygplan. Ytterligare arbete krävs för att relatera frysningsfraktionen till andra isparametrar, såsom packningsfraktionen. Isuppsamling påverkar en mängd andra tekniska tillämpningar, inklusive strömkablar, radiomaster och vindkraftverk, som Janjua vill studera härnäst.