New Hybrid Technology To Prevent Icing On Aircraft and Drones

New Hybrid Technology To Prevent Icing On Aircraft and Drones

Testy przeprowadzone w Tunelu Badań Szronienia NASA przeniosły technologię hybrydową na poziom gotowości 6 (TRL6).

Źródło obrazu: NEI Corporation

Nowo opracowany system odladzania firmy Invercon i NEI Corporation pomyślnie przeszedł testy w tunelu aerodynamicznym NASA do badań oblodzenia i osiągnął poziom gotowości technologicznej 6. Technologia hybrydowa została zaprojektowana w celu zapobiegania gromadzeniu się lodu na statkach powietrznych i dronach.

Firmy Invercon Inc. i NEI Corporation ogłosiły niedawno, że opracowany przez nie system odladzania został pomyślnie przetestowany w tunelu badawczym oblodzenia NASA Glenn Research Center. Test obserwowały osoby z ośrodka badawczego, a także przedstawiciele przemysłu. Zespół Invercon-NEI osiągnął cel zademonstrowania niskonapięciowego systemu przeciwoblodzeniowego we współpracy z produktami firmy NEI. NANOMYTE® SuperAi powłoka antyoblodzeniowa zapobiegająca gromadzeniu się lodu na krawędzi natarcia profilu lotniczego. Test został przeprowadzony na pełnowymiarowym profilu lotniczym w symulowanych warunkach lotu, po prawie dwóch latach prac rozwojowych i testów laboratoryjnych.

Wszystkie samoloty komercyjne posiadają wbudowany system ochrony przed oblodzeniem, który może być systemem termicznym, termomechanicznym, elektromechanicznym lub pneumatycznym. Powszechnym problemem urządzeń do odladzania jest to, że zużywają one znaczną ilość energii. Samoloty generalnie dążą do zmniejszenia zużycia energii, a wraz z pojawieniem się samolotów zasilanych bateryjnie, mechanizmy lub funkcje zmniejszające zużycie energii są kluczowe. Oblodzenie stanowi szczególne wyzwanie dla dronów komercyjnych i wojskowych, gdzie lód może gromadzić się na skrzydłach i śmigłach, prowadząc do wypadków. W rzeczywistości obecna praktyka polega na unikaniu lotów dronów w przewidywanych warunkach oblodzenia. Zastosowanie pasywnej powłoki antyoblodzeniowej, która działa synergicznie z aktywnym urządzeniem do odladzania, jest atrakcyjnym podejściem hybrydowym, które zespół NEI i Invercon zademonstrował obecnie na prototypach pełnoskalowych.

Powłoka przeciwoblodzeniowa NANOMYTE® SuperAi firmy NEI to trwała powłoka, przeznaczona do stosowania na stałe. Powłoka tworzy powierzchnię smarną, która radykalnie zmniejsza siłę przyczepności lodu – nawet o 80% w porównaniu z gołym, wypolerowanym aluminium. Powłokę nakłada się zazwyczaj metodą natryskową, podobnie jak w przypadku tradycyjnego malowania. Powłoka NANOMYTE® SuperAi jest dostępna do użytku komercyjnego.
Firma Invercon opracowała nowy, doposażalny elektro-pneumatyczny system odladzania, który łączy w sobie najbardziej atrakcyjne cechy kilku istniejących systemów, eliminując ich wady. System Invercon wymaga wyjątkowo niskiego poboru mocy (≤ 2,5 kW), można go doposażyć w dowolnym profilu aerodynamicznym, dodaje bardzo mało masy (~23 kg) i jest na tyle trwały, aby po doposażeniu wystarczyć na cały okres eksploatacji statku powietrznego. Co ważne, system wygląda, sprawia wrażenie i działa jak oryginalna krawędź natarcia, mogąc zapewnić miliony bezobsługowych cykli odladzania. Cały testowany fragment skrzydła (Rysunek 1) został pokryty NANOMYTE® SuperAi.

Invercon pomyślnie zakończył testy oblodzeniowe elektro-pneumatycznego systemu odladzania w tunelem badawczym dla oblodzeń NASA Glenn (IRT) w pełnym zakresie reprezentatywnych warunków oblodzenia. System Invercon był w stanie zapewnić ciągłe odladzanie krawędzi natarcia sekcji skrzydła we wszystkich warunkach testowych, od temperatur od -3°C do -20°C przy różnej zawartości wody w stanie ciekłym. Zazwyczaj system pozwala na gromadzenie się lodu przez około 2 minuty, a następnie całkowicie usuwa lód z powierzchni górnej i dolnej po aktywacji systemu.

Testy w IRT NASA, która jest najdłużej działającym obiektem do badań oblodzenia na świecie, przeniosły technologię hybrydową na poziom gotowości 6 (czyli TRL6), co jest skalą używaną przez NASA i Departament Obrony do oceny stopnia dojrzałości technologii.

Zarówno NEI Corporation, jak i INVERCON LLC są wdzięczne za wsparcie finansowe udzielone przez Program Innowacji w Małych Przedsiębiorstwach (Small Business Innovation Research Program) Sił Powietrznych i NASA. Program SBIR finansuje wysiłki związane z rozwojem produktów, które przekształcają koncepcje w praktykę, a następnie w prototypy, zmniejszając tym samym ryzyko technologiczne. Pomyślne pełnoskalowe zademonstrowanie przez zespół doprowadziło nową technologię do stanu gotowości komercyjnej.

O NEI Corporation:
NEI Corporation to firma zorientowana na zastosowania, która wykorzystuje nanotechnologię do opracowywania i produkcji zaawansowanych materiałów. Kluczowe kompetencje firmy to synteza materiałów w skali nanometrycznej i prototypowanie produktów wykorzystujących te zaawansowane materiały. NEI oferuje gamę zaawansowanych powłok ochronnych dla powierzchni metalowych i polimerowych. Powłoki te posiadają dostosowane funkcjonalności, takie jak antykorozyjne, samonaprawiające się, odporne na zarysowania, hydrofobowe i samooczyszczające.

O Invercon LLC:
Misją Invercon jest rozwijanie zaawansowanych technologii, które umożliwią rewolucyjne skoki w wydajności i bezpieczeństwie statków powietrznych. W przypadku śmigłowców obejmują one samoczynne systemy pneumatyczne, które mogą aktywnie wyważać wirniki i odszraniać łopaty wirnika przy praktycznie zerowym zużyciu energii lub obciążeniu, co znacznie poprawia ich wydajność i bezpieczeństwo. W przypadku samolotów ze skrzydłami stałymi, Invercon opracował rozwiązania do odszraniania o ekstremalnie niskim zużyciu energii, wykorzystujące nowe podejście elektro-pneumatyczne.