New Hybrid Technology To Prevent Icing On Aircraft and Drones

New Hybrid Technology To Prevent Icing On Aircraft and Drones

הבדיקה שנערכה במנהרת המחקר הקרח של נאס"א העבירה את הטכנולוגיה ההיברידית לרמת מוכנות של 6 (TRL6).

קרדיט תמונה: NEI Corporation

Invercon and NEI Corporation’s newly developed de-icing system tested successfully at NASA’s Icing Research Tunnel and was advanced to a Technology Readiness Level of 6. The hybrid technology is designed to prevent ice accretion on aircraft and drones.

Invercon Inc. ו-NEI Corporation הודיעו לאחרונה כי מערכת ההפשרה החדשה שפותחה נוסתה בהצלחה במנהרת מחקר הקרח של NASA Glenn Research Center. לבדיקה היו עדים מהנדסים ומדענים במרכז המחקר וכן מהתעשייה. צוות Invercon-NEI עמד ביעד של הדגמת מערכת נגד קרח בהספק נמוך בשילוב עם NEI's NANOMYTE® SuperAi ציפוי נגד קרח המונע הצטברות קרח בקצה המוביל של ציר אוויר. הבדיקה בוצעה על ציר אוויר בגודל מלא בתנאי טיסה מדומים, לאחר כמעט שנתיים של פיתוח ובדיקות מעבדה.

לכל המטוסים המסחריים יש מערכת מובנית להגנה מפני קרח, שיכולה להיות מערכת תרמית, תרמו-מכנית, אלקטרו-מכנית או פנאומטית. בעיה נפוצה במכשירי הסרת הקרח היא שהם צורכים כוח משמעותי. מטוסים בדרך כלל מחפשים להפחית את צריכת החשמל, ועם הופעת המטוסים המופעלים על ידי סוללות, מנגנונים או תכונות שמפחיתים את צריכת החשמל הם בעלי חשיבות קריטית. הקרח מהווה אתגר מיוחד עבור מל"טים מסחריים וצבאיים, כאשר קרח יכול להצטבר על הכנפיים והמדחפים ולגרום להתרסקות. למעשה, הנוהג הנוכחי הוא לא להטיס מל"טים כאשר צפויים תנאי הקרח. מריחת ציפוי פסיבי נגד קרח שמתפקד בצורה סינרגטית עם מכשיר הפחת הקרח אקטיבי היא גישה היברידית אטרקטיבית, שצוות NEI ו-Invercon הוכיח כעת על אבות טיפוס בקנה מידה מלא.

ציפוי אנטי קרח NANOMYTE® SuperAi של NEI הוא ציפוי עמיד, המתאים למריחה קבועה. הציפוי מוביל למשטח סיכה שמפחית באופן דרסטי את חוזק ההידבקות של קרח - בשיעור של עד 80%, בהשוואה לאלומיניום מלוטש חשוף. הציפוי מיושם בדרך כלל בהתזה, כמו צביעה רגילה. ציפוי NANOMYTE® SuperAi זמין לשימוש מסחרי.
Invercon פיתחה מערכת הרחקה אלקטרו-פניאומטית חדשה, הניתנת להתקנה מחדש, המשלבת את ההיבטים האטרקטיביים ביותר של מספר מערכות קיימות ללא החסרונות הנלווים אליהן. מערכת ה-Invercon דורשת הספק נמוך להפליא (≤ 2.5 קילוואט), ניתנת להתאמה על כל ציר אוויר, מוסיפה משקל קטן מאוד (~50 פאונד), והיא עמידה מספיק כדי להחזיק את חיי המטוס לאחר התקנה מחדש. חשוב לציין, המערכת נראית, מרגישה ופועלת כמו הקצה המוביל המקורי ויכולה לספק מיליוני מחזורי הרחקה ללא תחזוקה. כל קטע בדיקת הכנף (איור 1) היה מצופה ב-NANOMYTE® SuperAi.

אינברקון השלימה בהצלחה את בדיקות ההקרדה של מערכת ההקרחה האלקטרו-פניאומטית במנהרת המחקר הקרח של נאס"א גלן (IRT) במגוון שלם של תנאי הקרח מייצגים. מערכת Invercon הצליחה לספק הסרה מתמשכת של חלק הכנף המוביל בכל תנאי הבדיקה, החל מטמפרטורות של -3°C עד -20°C עם תכולת מים נוזלית שונה. בדרך כלל, המערכת מאפשרת לקרח להצטבר במשך כ-2 דקות ולאחר מכן משילה לחלוטין קרח על פני השטח העליון והתחתון עם הפעלת המערכת.

הבדיקה ב-IRT של נאס"א, שהוא מתקן ההקרדה הארוך ביותר בעולם, העבירה את הטכנולוגיה ההיברידית לרמת מוכנות של 6 (כלומר, TRL6), שהיא סולם המשמש את נאס"א ומשרד ההגנה לאמוד את רמת הבשלות של טכנולוגיה.

גם NEI Corporation וגם INVERCON LLC אסירי תודה על התמיכה הכספית שהעניקה תוכנית המחקר לחדשנות לעסקים קטנים מחיל האוויר ונאס"א. תוכנית SBIR מממנת מאמצי פיתוח מוצרים שמצמצמים מושגים לתרגול ולאחר מכן לאבי טיפוס, ובכך מפחיתים את הסיכון הטכנולוגי. ההדגמה המוצלחת של הצוות בקנה מידה מלא קידמה טכנולוגיה חדשה למצב של מוכנות מסחרית.

על אודות תאגיד NEI:
NEI Corporation היא חברה מונעת יישומים המשתמשת בננוטכנולוגיה לפיתוח וייצור חומרים מתקדמים. יכולות הליבה של החברה הן בסינתזה של חומרים ננומטריים ויצירת אב טיפוס המשלבים את החומרים המתקדמים. NEI מציעה מערך של ציפוי מגן מתקדם למשטחי מתכת ופולימר. לציפויים יש פונקציות מותאמות, כגון אנטי קורוזיה, ריפוי עצמי, עמידות בפני שריטות, קרח פובי וניקוי עצמי.

על אודות Invercon LLC:
המשימה של אינברקון היא לפתח טכנולוגיות מתקדמות המאפשרות קפיצות מהפכניות קדימה בביצועי המטוסים ובבטיחותם. עבור מטוסי רוטור, אלה כוללים מערכות הפעלה פנאומטיות המופעלות בצנטריפוגליות שיכולות לקצץ באופן אקטיבי רוטורים ולהבי רוטור כמעט ללא כוח או משקל, וכתוצאה מכך שיפור משמעותי בביצועים ובבטיחות. עבור מטוסים עם כנפיים קבועות, Invercon פיתחה פתרונות הסרה בהספק נמוך במיוחד תוך שימוש בגישת הפעלה אלקטרו-פנאומטית חדשה.