Создание адаптивной лазерной противообледенительной системы для беспилотных авиационных систем на основе применения суперкомпьютерных технологий и физического эксперимента

Проект направлен на комплексное исследование обледенения беспилотных авиационных систем (БАС): обнаружение образования ледяных наростов на аэродинамических поверхностях и их таяние вследствие лазерного излучения. В рамках проекта предполагается одновременное применение методов численного моделирования и физического эксперимента. Такой подход позволит не только детально изучить влияние ледяных наростов на динамические характеристики винтомоторной группы и поведение ледяных наростов при внешнем воздействии, но и верифицировать полученные результаты. Актуальность исследования проблемы обледенения летательных аппаратов связана как с безопасностью,так и с экономическим суверенитетом РФ. На российскую часть арктического сектора приходится 43% региона, в котором сосредоточено до 40% всех арктических запасов нефти и 70% запасов газа. Всего на российском континентальном шельфе в Арктике открыто 25 месторождений, которые расположены в Баренцевом и Карском морях. Последние десятилетия изучение обледенения летательных аппаратов стало объектом внимания мирового научного сообщества. В связи с тяжелыми природно-климатическими условиями Арктики, для исследований и разработки месторождений полезных ископаемых необходима воздушная разведка. Повышенный интерес к исследованию процесса обледенения обусловлен его опасными последствиями. Решение обозначенной проблемы крайне актуально в связи с созданием в РФ отрасли БАС, что приведет к многократному (на несколько порядков) увеличению выпуска гражданских БАС. На данный момент единицы БАС в РФ имеют ПОС, которые, зачастую, имеют большой вес и низкую энергоэффективность,так как разрабатывались по образу противообледенительных систем (ПОС) для авиационных двигателей (ПС-90, ПД-14 и др.), где вес самолета измеряется десятками тонн. Также же используются разработки для ПОС вертолета (МИ-8), габариты лопастей которого также на порядок выше малогабаритных дронов, вес которых измеряется сотнями грамм. Таким образом, новые ПОС для винтов БАС должны быть энергоэффективны и экономичны. Методики проектирования таких ПОС для БАС на данный момент не разработаны. В отличие от существующих исследований и разработок применительно к пилотируемой авиации исследования обледенения винтов БАС практически отсутствуют. Существенным различием при их создании для БАС являются малые габариты и вес, высокая энергоэффективность, а также необходимость размещения ПОС на малой площади. Научная значимость проекта заключается в следующем: 1. Будут получены новые знания о свойствах льда при воздействии на него лазерным источником; 2. Будет разработан подход к таянию льда при работе адаптивной лазерной ПОС, что позволит снизить негативное влияние обледенения на аэродинамические характеристики винта и степень вибронагруженности узлов БАС; 3. Будет разработана адаптивная лазерная ПОС для БАС с системой динамического наведения лазерного луча на вращающиеся лопасти воздушного винта