加拿大研發(fā)出飛機(jī)疏冰涂層測(cè)試裝置

  飛機(jī)積冰帶來成本增加、影響環(huán)境和安全性降低等飛行風(fēng)險(xiǎn)，無論對(duì)噴氣式飛機(jī)、直升機(jī)，還是無人駕駛飛機(jī)，飛機(jī)制造業(yè)一直在尋求一種新的、無需能耗的無源除冰方法，來替代或補(bǔ)充傳統(tǒng)高能耗的熱除冰技術(shù)。疏冰涂層成為材料科學(xué)家開始關(guān)注的一個(gè)全新研究領(lǐng)域，它是一種無源的、可應(yīng)用于物體表面的抗冰材料，類似油漆或涂料，可以改變物體表面性質(zhì)，不需要人為手段的介入而主動(dòng)除冰，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。加拿大國家研究理事會(huì)（NRC）為此開發(fā)了一種針對(duì)該材料技術(shù)的測(cè)試方法，稱其研究成果成功填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的空白。

  NRC研發(fā)出一種特有的固定旋轉(zhuǎn)式冰黏附裝置，研究人員利用該裝置可以控制和重復(fù)操作，測(cè)量冰對(duì)各種疏冰涂層的附著性能。該裝置在NRC的“高空積冰風(fēng)洞”中完成設(shè)計(jì)和裝配，實(shí)驗(yàn)時(shí)將被測(cè)試的涂層樣本固定在旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)臂的末端，涂層樣本表面首先在風(fēng)洞中形成積冰，然后開始旋轉(zhuǎn)，逐漸加速到9000轉(zhuǎn)/分，直至冰層脫落。通過加速度計(jì)來測(cè)量冰脫落情況，利用脫落的時(shí)間和積冰的質(zhì)量來計(jì)算剪切力，脫冰所需的力越小，涂層就越理想。該裝置的可靠性還體現(xiàn)在，通過在高空結(jié)冰風(fēng)洞中進(jìn)行整個(gè)試驗(yàn)而去除了將樣本從施冰位置移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)裝置的過程，從而規(guī)避了因這一階段溫度和時(shí)間的變化而帶來的測(cè)試系統(tǒng)的不確定性。

  據(jù)稱，該技術(shù)對(duì)于在寒冷地區(qū)使用無人駕駛飛行器更為實(shí)用，疏冰涂層可實(shí)現(xiàn)輕量化無源除冰，特別適合無人機(jī)的有限載重能力和有效載荷等特征。利用該方法和裝置，NRC已經(jīng)測(cè)試了加拿大一些企業(yè)所研發(fā)的12種疏冰涂層，其中3種顯示了無人機(jī)對(duì)抗飛行積冰的巨大潛力，為了在實(shí)際積冰環(huán)境中驗(yàn)證和展示這項(xiàng)技術(shù)，NRC計(jì)劃在2018年初，在高空積冰風(fēng)洞中測(cè)試這3種疏冰涂層的可行性，以用于無人機(jī)機(jī)翼。

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