НОВОСИБИРСК, 1 октября. /ТАСС/. Ученые из Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) разработали метод моделирования процесса обледенения поверхностей летательного аппарата. Результаты работы могут быть применены при проектировании противообледенительных систем и оценке аэродинамических характеристик воздушного судна, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
Обледенение летательных аппаратов в полете - серьезная проблема безопасности. В атмосферном воздухе всегда присутствуют водяные пары, и при низких температурах в определенных летных условиях может возникать процесс образования ледяной кромки на поверхности самолета. При этом образующийся ледяной слой изменяет структуру обтекания аэродинамических поверхностей, уменьшает подъемную силу крыла, негативным образом сказывается на эффективности системы управления, вызывает потерю тяги, рост турбулентного следа, а также приводит к увеличению массы воздушного судна.
"Летные испытания не являются надежным инструментом, поскольку трудно заранее определить местоположение вызывающих обледенение облаков. Для понимания различных механизмов образования льда и борьбы с обледенением эффективнее использовать методы моделирования. В области моделирования обледенения основная цель состоит в том, чтобы понять физику образования льда, попытаться предсказать форму ледяных наростов на основе условий полета и условий окружающей среды. Для этого необходимо рассчитать траектории движения капель и определить коэффициент осаждения на рассматриваемых аэродинамических поверхностях", - рассказал ТАСС заведующий кафедрой технической теплофизики НГТУ Максим Горбачев.
Моделирование динамики нарастания слоя льда на поверхности состояло из следующих этапов: рассчитывалось поле скоростей, давлений, плотности воздуха (и других параметров) около рассматриваемого аэродинамического профиля (для этого решалась система дифференциальных уравнений); по известному полю скоростей рассчитывались траектории движения и осаждения капель воды на поверхности; рассчитывалась форма образующегося льда.
О применении исследований
Методика численного моделирования процесса обледенения может использоваться при проектировании противообледенительных систем, оценке аэродинамических характеристик различных летательных аппаратов, в том числе БПЛА, а также при проектировании ветрогенераторов, башенных кранов, мостов и других инженерных конструкций.