Wibracyjne systemy odladzania skrzydeł
Fraunhofer LBFW ramach projektu Clean Aviation naukowcy z Fraunhofer, wraz z partnerami, opracowali system, który wprawia w drgania oblodzone obszary na skrzydłach samolotów, rozbijając w ten sposób lód. To radykalnie zmniejsza zapotrzebowanie na energię potrzebną do odladzania w porównaniu z konwencjonalnymi metodami. Technologia ta nadaje się również do zastosowania w przyszłych niskoemisyjnych układach napędowych.
Problem lodu na skrzydłach a wydajność lotnictwa
Nagromadzenie się lodu na skrzydłach jest niebezpieczne dla samolotów. Lód zmniejsza siłę nośną, zwiększa opór i może utrudniać ruch powierzchni sterowych, takich jak stery wysokości, lotki i stery kierunku. W najgorszym przypadku może doprowadzić do przeciągnięcia i zderzenia. Problem ten występuje przez cały rok, zwłaszcza podczas lotu przez chmury, zimne, wilgotne masy powietrza lub po starcie i podczas lądowania.
Dlatego samoloty są wyposażone w systemy zarządzania temperaturą, które zasysają gorące powietrze z silników i kierują je na powierzchnię skrzydeł. Proces ten jednak pochłania dużo energii i obniża sprawność silnika.
Innowacyjne rozwiązanie
Instytut Fraunhofera ds. Trwałości Konstrukcji i Niezawodności Systemów (LBF), wspólnie z partnerami, opracował energooszczędny proces odladzania. Zasada działania: oblodzona część skrzydła samolotu jest wprawiana w drgania, co powoduje topnienie lodu.
W pierwszym kroku czujniki wykrywają, kiedy określone części skrzydła zaczynają pokrywać się lodem. Następnie określana jest częstotliwość rezonansowa – zakres częstotliwości, w którym materiał zaczyna wibrować. W dalszej części aktywowane są siłowniki piezoelektryczne. Wyzwalają one ukierunkowane drgania o niskiej częstotliwości w obszarach pokrytych lodem.
Na potrzeby projektu badawczego eksperci Fraunhofera umieścili skrzydło w specjalnym tunelu aerodynamicznym, w którym sprawdzano oblodzenie, oraz zoptymalizowali działanie siłowników. Pomysł usuwania lodu za pomocą wibracji jest od dawna dyskutowany w środowisku naukowym. Teraz, po raz pierwszy, stworzono niezwykle dynamiczny i precyzyjny system, który wciela tę ideę w życie.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Przyszłości o niskiej emisji
Nowy system odladzania opracowany przez Fraunhofer LBF może obniżyć zużycie energii nawet o 80% w porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami. Technologia ta stanowi istotny krok w kierunku rozwoju zrównoważonego i niskoemisyjnego lotnictwa, a w przyszłości może znaleźć zastosowanie także w innych sektorach przemysłu – od energetyki wiatrowej po infrastrukturę transportową.
Źródło: Fraunhofer LBF
