Formazione di ghiaccio su una lastra di alluminio in una camera meteorologica vista con l'approccio proposto nello studio (a sinistra) e ad occhio nudo (a destra). Credito:Viktor Grishaev et al./Scienza e tecnologia delle regioni fredde
I ricercatori di Skoltech, MIPT, Istituto di ricerca statale russo per l'aviazione civile, l'Università del Texas settentrionale e la York University hanno semplificato e automatizzato la procedura di laboratorio utilizzata per testare i fluidi antighiaccio che garantiscono un decollo sicuro dell'aeromobile. I risultati dello studio, sostenuto dalla Russian Science Foundation, sono riportati sulla rivista Cold Regions Science and Technology .
L'accumulo di gelo, neve e ghiaccio su un aeromobile influisce negativamente sulle sue proprietà di manovrabilità e aumenta il rischio di incidenti distorcendo il flusso d'aria sopra le ali, riducendo la portanza e creando ulteriore resistenza. Per prevenire la formazione di ghiaccio pericoloso, l'aereo viene trattato prima del decollo con fluidi antighiaccio che sciolgono il ghiaccio o la neve che si sono attaccati al metallo e con fluidi antighiaccio che formano una pellicola protettiva sulla placcatura per prevenire l'ulteriore formazione di ghiaccio.
Poiché il trattamento antigelo è così importante per garantire la sicurezza del volo e ci sono molti fattori in gioco - diluizione del fluido, temperatura e umidità ambiente, vento, precipitazioni, materiale della pelle dell'aereo, ecc. - gli agenti antigelo vengono spesso testati in laboratorio in modo da per conoscere le loro proprietà in ogni dettaglio. Questo è un processo noioso che coinvolge uno specialista che ispeziona visivamente un pezzo di placcatura in alluminio trattato con un fluido antigelo in una camera climatica che riproduce le condizioni meteorologiche necessarie.
"Ad esempio, un assistente di laboratorio potrebbe aver bisogno di valutare quanto tempo ci vuole prima che il 10% della superficie metallica sia ricoperta di ghiaccio. Ora, questo è abbastanza difficile e soggettivo, perché il ghiaccio non si espande necessariamente da un'unica origine sulla lastra, ma piuttosto potrebbe formarsi e crescere in molti luoghi, in modo insulare. In tal caso, determinare quando viene raggiunto il punteggio del 10% è una richiesta di giudizio per l'assistente", ha affermato Viktor Grishaev, ricercatore senior presso Skoltech e il ricercatore principale dello studio.
"Ciò è esacerbato dal fatto che in realtà è piuttosto difficile distinguere visivamente tra alluminio nudo e aree ghiacciate, al punto che le persone a volte ricorrono a colpire il piatto con uno stuzzicadenti per essere sicuri", ha continuato il ricercatore. "Ha a che fare con il bassissimo contrasto del ghiaccio sull'alluminio, ed è proprio questo il problema che abbiamo affrontato."
Nel loro articolo, Grishaev e i suoi colleghi suggeriscono che le lastre nella camera siano illuminate con una sorgente di luce polarizzata e osservate attraverso una pellicola polaroid. In questo modo le aree ghiacciate sono molto più facili da distinguere, mostra il team (vedi immagine). Dal momento che una tale fonte di luce e una polaroid sono prontamente disponibili e poco costose, il trucco promette di rendere la vita degli assistenti di laboratorio che testano le prestazioni del fluido antigelo molto più semplice a costo zero e con pochi problemi aggiuntivi.
Il trucco della polarizzazione ha consentito ai ricercatori di fare anche di più, però. Sebbene gli attuali standard approvati dagli organismi di regolamentazione prescrivano test eseguiti da esperti umani, presto questo lavoro potrebbe essere svolto dai computer, con maggiore precisione, affidabilità e coerenza. Il basso contrasto del ghiaccio è stato tra i principali ostacoli che impediscono l'automazione. Ora, Grishaev e il suo coautore hanno utilizzato un semplice algoritmo e una fotocamera con una lente con filtro polarizzatore per rilevare il ghiaccio analizzando le riprese dalla camera meteorologica.
"In un ambiente di laboratorio, anche con quel semplice algoritmo, i computer potrebbero superare gli esseri umani in questo compito già oggi. Ma forse un giorno avremmo telecamere negli aeroporti che rilevano la formazione di ghiaccio sugli aeroplani che si preparano al decollo in tempo reale e avvisano l'equipaggio quando ulteriori anti -Il trattamento con liquido ghiacciato è in ordine", ha concluso Grishaev. + Esplora ulteriormente