Во время полета от льда воздушное судно защищают специальные системы, например подогрев или надувные протекторы. Для повышения их эффективности авиапроизводители вместе с учеными разрабатывают гидрофобные покрытия, которые отталкивают воду (по сути уменьшают смачиваемость) и снижают сцепление льда с поверхностью. Недавние исследования канадских ученых показали, однако, что такие подходы могут помешать противообледенительной жидкости создать защитную пленку.
Исследователи Сколковского института науки и технологий решили выяснить, действительно ли смачиваемость поверхности алюминия, который используется в обшивке самолета, влияет на защитные свойства противообледенительных жидкостей. В ходе эксперимента они создали условия ледяного дождя и наблюдали за образованием льда на супергидрофильных, по которым жидкость хорошо растекается, и гидрофобных алюминиевых пластинах, покрытых противообледенительными жидкостями.
Оказалось, что на самом деле смачиваемость пластин не влияет на эффективность такой обработки, что не совпадает с выводами канадских исследователей. Российские ученые считают, что причиной противоположных результатов может быть поверхностное натяжение и вязкость противообледенительных жидкостей. В будущих исследованиях необходимо также учитывать шероховатость поверхности, потому что их обледенение происходит дольше. Кроме того, результаты этой работы показали, что скапливание жидкости в текстуре поверхности ухудшает водоотталкивающие свойства гидрофобных покрытий.
«Мы считаем, что гладкие гидрофобные покрытия, вероятно, более предпочтительны, чем шероховатые супергидрофобные покрытия, когда предполагается их контакт с противообледенительными жидкостями», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Виктор Гришаев, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD), старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий.
Работа выполнена при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer.