Ученые нашли способ улучшить защитное покрытие для самолетов
Ученые из Сколтеха выяснили, как образуются разрывы в защитном слое, наносимом на самолеты, и что нужно делать, чтобы его избежать. Оказалось, что меньший размер капли и более низкая скорость ее падения позволяет сделать защитную пленку более устойчивой к воздействию воды. Это поможет защитить самолеты, у которых из-за капель дождя образуются разрывы в защитном слое. Исследование было опубликовано в журнале Fluids.
Перед взлетом техники наносят на самолет слой противообледенительной жидкости. Однако капли дождя (либо даже самого раствора) могут образовать в защитной пленке уязвимые места.
«Наша работа показывает, при каких условиях происходит разрыв жидкой пленки от удара капель и как его избежать; а эта проблема характерна не только для противообледенительной обработки поверхностей. Скажем, при распылении смазки на металлические детали работающего механизма падающие капли тоже могут оставить сухие участки, только они пострадают от трения, а не льда, но принцип тот же. Еще пример: чтобы равномерно охлаждать раскаленную деталь, распыляя на нее воду, нужно, чтобы от контакта с новыми каплями не нарушалась целостность еще не испарившегося слоя воды», — объясняет первый автор исследования, старший научный сотрудник Сколтеха Виктор Гришаев.
Чем толще пленка, тем большего размера кратер от удара должен остаться, чтобы пробить устойчивую брешь. Уменьшив размер капли или сократив скорость ее падения, можно избежать кратера. Однако для этого толщина пленки должна быть фиксированной.
Эмпирическая модель ученых позволяет предсказать поведение жидкостей с самыми разными параметрами. «Теперь даже для случая вязкой жидкости — можете представить себе мед или смазочное масло. Дело в том, что в вязкой жидкости значительная часть энергии уходит на трение между молекулами в капле при деформируется от удара и в самой пленке при формировании кратера», — добавил Гришаев.
Понимание, как взаимодействуют падающие капли с жидкими пленками, позволит усовершенствовать технологические процессы: обработку противообледенительным раствором корпуса самолета перед взлетом, а также охлаждение и смазку деталей.