Экспериментальные и теоретические исследования поведения супергидрофобных и льдофобных покрытий в условиях обледенения летательных аппаратов

Проект посвящен актуальной теме разработки высокоэффективных комбинированных противообледенительных систем нового поколения (ПОС), сочетающих активные (тепловые, механические, химические) и пассивные (покрытия) способы борьбы со льдом. Предполагается, что супергидрофобные и льдофобные покрытия, обладающие малой силой адгезии по отношению к воде и ко льду, будут способствовать повышению эффективности активных противообледенительных систем благодаря интенсификации сдува воды и сброса фрагментов льда с поверхности. Для практического осуществления этой концепции необходимо исследование ряда фундаментальных вопросов, касающихся технологии разработки супергидрофобных и льдофобных покрытий с заданными свойствами, экспериментального изучения физики взаимодействия воды с ними, создания физико-математических моделей поведения воды на поверхностях с учетом характеристик их смачиваемости, их движения или подвода к ним тепла в условиях обледенения. Также требуется решить практические инженерные задачи, включающие сочетание покрытий с противообледенительными системами различного типа, создание методики испытаний комбинированных систем в аэрохолодильной трубе с пересчетом на полетные условия обледенения, разработку рекомендаций для внедрения противообледенительных покрытий в авиационной промышленности. Междисциплинарность проекта заключается в объединении фундаментальных исследований физики обледенения, технологии создания противообледенительных супергидрофобных и льдофобных покрытий, инженерных задач разработки, испытаний и внедрения комбинированных противообледенительных систем. Выбранное направление исследований в области применения покрытий к разработке высокоэффективных противообледенительных систем находится на передовом краю разработок, проводимых лидирующими мировыми научными центрами в интересах авиационной промышленности. Основными результатами проекта будет получение фундаментальных знаний в области взаимодействия воды с супергидрофобными и льдофобными материалами в условиях обледенения ЛА, обобщенных в виде физико-математичексих моделей и расчетных программ, разработанные противообледенительные покрытия и прототип комбинированной противообледенительной системы с их применением, рекомендации по применению покрытий в авиационной промышленности. Значимость результатов проекта состоит в том, что предлагаемая технология противобледенительной защиты позволит в 4-5 раз понизить потребляемую энергию и в несколько раз снизить массу существующих ПОС для обычных ЛА, что позволит значительно увеличить дальность их полета. Для беспилотных ЛА будет обеспечена эффективная противообледенительная защита, что недостижимо при помощи существующих типов ПОС. Разработанные модели и расчетные программы позволят проектировать новые противообледенительные системы с применением покрытий и моделировать их работу в условиях обледенения.