Математические модели будут использованы также для снижения трения
МОСКВА, 18 декабря. /ТАСС/. Исследователи из России разработали математические модели, которые позволяют максимально точно просчитывать взаимодействие жидкостей с телами с водоотталкивающим покрытием. Эти расчеты помогут инженерам и проектировщикам улучшить защиту летательных аппаратов от обледенения, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Разработанные учеными математические модели будут использованы при решении проблем обледенения летательных аппаратов и снижения трения. Это позволит сделать правильный и обоснованный выбор материала для гидрофобного покрытия, а также минимизирует риск возникновения аварийных ситуаций и расходы на полеты", - говорится в сообщении.
Данный подход был разработан директором Института аэромеханики и летательной техники МФТИ (Долгопрудный) Максимом Кудровым и его коллегами из МФТИ и Центрального аэрогидродинамического института имени Жуковского (ЦАГИ) в рамках большого проекта "Флагман-1", нацеленного на обеспечение безопасности полета воздушных судов и прочих летательных аппаратов.
Одну из самых больших угроз для самолетов и беспилотных летательных аппаратов несет то, что в процессе полета на поверхности их крыльев и фюзеляжа возникают ледяные наросты, которые увеличивают массу судна, ухудшают его аэродинамические характеристики и нарушают работу датчиков. Как правило, эти наросты возникают в результате столкновения судна с каплями переохлажденной воды, для защиты от которых на конструктивные элементы наносятся различные водоотталкивающие покрытия.
Эффективность работы этих покрытий зависит от множества факторов, в том числе от того, насколько быстро вода вытесняет воздух из пор на поверхности данных гидрофобных материалов. Для получения подобных сведений и оценок Кудров и его коллеги обработали большой массив результатов экспериментов, нацеленных на изучение взаимодействий воды с гидрофобными материалами, и разработали на их базе набор из математических моделей.
Они позволяют просчитывать динамические характеристики гидрофобных покрытий и характер их взаимодействия с водой, а также прогнозировать перемены в их свойствах в зависимости от различных условий. Проведенные при их помощи расчеты помогли ученым раскрыть связь между водоотталкивающими свойствами покрытий и так называемой температурой Дебая, одной из термодинамических характеристик материала фюзеляжа, что важно учитывать при проектировке и эксплуатации летательных аппаратов, подытожили исследователи.