Лишь на быстровращающихся деталях (лопатки ротора компрессора), снабженных такими покрытиями, лед сбрасывается при значительно меньшей толщине, однако сами покрытия обычно быстро изнашиваются вследствие их недостаточной механической стойкости.
Из сказанного следует, что известные в настоящее время покрытия не могут быть использованы в качестве сколько-нибудь надежного средства защиты от обледенения частей летательных аппаратов в полете и в особенности - невращающихся (возможно, в отдельных случаях они будут полезны как вспомогательное средство в сочетании с механическими или тепловыми способами).
Многочисленные неудачные «изобретения» и бесплодные попытки использования различных покрытий, предпринимаемые в надежде на весьма заманчивое решение проблемы защиты летательных аппаратов в полете без затраты энергии или без расхода какого-либо противообледенительного вещества, следует объяснить тем обстоятельством, что механизм смачивания и замерзания мелких переохлажденных облачных капель, приносимых на поверхность с большой скоростью потоком воздуха, существенно отличается от явления смачивания охлажденной гидрофобной поверхности в наземных условиях более крупными, свободно стекающими каплями воды (не говоря уже о случае смачивания такой поверхности просто струей воды).
Кроме того, исследования показывают, что, несмотря на превосходные гидрофобные свойства твердых покрытий сила сцепления их с атмосферным льдом оказывается достаточно большой, другими словами, для уменьшения силы сцепления льда с защищаемой поверхностью при помощи нерастворимых твердых покрытий гидрофобность является, по-видимому, необходимым, но совершенно недостаточным свойством.
Во многих случаях ошибочные выводы о применимости рассматриваемых покрытий делаются на основании исследований с замораживанием воды на таких покрытиях в лабораторных условиях. При таких экспериментах действительно сила сцепления намороженного льда часто получается на несколько порядков ниже, чем в атмосферных условиях при взаимодействии с ними переохлажденные капли воды образуют раствор с низкой температурой замерзания и способной частично растворять лед. Образовавшаяся пленка жидкости уменьшает силу сцепления льда с защищаемой поверхностью, и под действием скоростного напора он периодически сбрасывается. Покрытия из растворимых физико-химических веществ при этом интенсивно расходуются и, таким образом, эффективность их кратковременна. Кроме того эти покрытия могут разрушаться при полете в условиях дождя и при воздействии влажного воздуха. Поэтому они не широко применяются.
1.3 Противообледенители, основанные на физико-химических способах
Работа их основана на применении растворимых физико-химически активных веществ, создающих промежуточный слой между защищаемой поверхностью и льдом или внешней средой, содержащей переохлажденные капли воды [2].
Наряду с определенными физико-химическими требованиями к этим веществам предъявляются дополнительные требования, а именно они должны:
· Иметь хорошее сцепление с защищаемой поверхностью,
· Хорошо смешиваться с переохлажденными каплями воды,
· Не разрушаться под действием скоростного напора,
· Быть химически неактивными по отношению к покрытию обшивки и не вызывать ее коррозии.
Рабочие вещества могут быть разбиты на две группы:
Специальные покрытия и жидкости. В качестве покрытий могут быть использованы хлористый натрий или кальций, азотнокислый натрий и другие. При взаимодействии с ними переохлажденные капли воды образуют раствор с низкой температурой замерзания и способной частично растворять лед. Образовавшаяся пленка жидкости уменьшает силу сцепления льда с защищаемой поверхностью, и под действием скоростного напора он периодически сбрасывается. Покрытия из растворимых физико-химических веществ при этом интенсивно расходуются и, таким образом, эффективность их кратковременна.
1.3.1 Растворимые противообледенительные покрытия
В отличие от гидрофобных (несмачиваемых и, следовательно, нерастворимых) покрытий принцип действия растворимых физикохимически активных покрытий заключается в том, что капли воды, взаимодействуя с веществом покрытия, образуют раствор, который имеет пониженную точку замерзания и способен растворять лед. Хотя, как доказывает опыт, образующийся лед не успевает растворяться полностью (за исключением крайне слабого обледенения), но он теряет силу сцепления с поверхностью и время от времени сбрасывается внешними силами.
При использовании растворимых (активных) покрытий вещество их в процессе обледенения довольно интенсивно расходуется, кроме того, покрытия разрушаются под действием атмосферных условий, главным образом дождя и влажного воздуха. Вследствие указанных недостатков этот способ не нашел практического применения, хотя в отдельных случаях он может быть полезен, например, для летательных аппаратов очень кратковременного или разового действия, на которых использование других способов нецелесообразно.
1.3.2 Жидкостные противообледенители
Применялось несколько разновидностей жидкостных противообледенителей, которые отличаются способом подвода противообледенительной жидкости к защищаемой поверхности.
На лопасти самолетных винтов и лобовые стекла жидкость подводится обычно с помощью трубки с наружной стороны и затем под воздействием центробежных сил или потока воздуха растекается по поверхности. Такой способ применим для относительно небольших поверхностей, так как в этом случае не обеспечивается равномерность смачивания поверхности и значительная часть жидкости тратится впустую.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.