Подмосковный Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского провел испытания новой противообледенительной системы для беспилотных летательных аппаратов. Согласно сообщению института, испытания проводились на специальном стенде искусственного обледенения и были признаны успешными.
Подавляющее большинство беспилотников, используемых сегодня гражданскими компаниями и вооруженными силами в мире, не имеют систем защиты от обледенения. Дело в том, что часть таких аппаратов летает на небольших высотах, где проблема обледенения практически не возникает. Для других беспилотников оказывается достаточно обычной обработки противообледенительными химическими средствами.
Использовать самолетные противообледенительные системы на беспилотниках невозможно из-за их большой массы — установка устройств в их неизменном виде неминуемо приведет к снижению массы полезной нагрузки аппарата и сокращению продолжительности его полета. Кроме того, противообледенительные системы требуют энергии, источник которой на борту беспилотника ограничен.
Новая противообледенительная система для беспилотников разработана российской группой компаний «Кронштадт», также занимающейся созданием роботов разных классов и навигационных систем. Она выполнена электроимпульсной и в первую очередь предназначена для использования на планерах беспилотников, выполненных из композиционных материалов.
Технические подробности об испытанной системе не раскрываются. Разработка электроимпульсных противообледенительных систем для самолетов ведется с 1960-х годов. К настоящему времени разработчики предложили несколько типов таких систем, пригодных для использования как на металлических токопроводящих конструкциях, так и на не проводящих электричество поверхностях.
Многие такие системы используют накопитель энергии (обычно блок конденсаторов или ионисторов), тиристоры (выступают электрическими ключами) и электроды, разделенные изолятором. При накоплении определенного количества электроэнергии в блоке конденсаторов открывается тристор и электричество подается на электроды, между которыми происходит пробой.
В результате пробоя происходит локальный тепловой взрыв с образованием ударных волн, достаточно сильных, чтобы разрушать ледяную корку, но не повреждать конструкцию планера. Во время полета такие разряды происходят в разных местах на крыле летательного аппарата. Со временем электродный слой выгорает и его требуется заменять.
Другие электроимпульсные противообледенительные системы предполагают использование магнитных индукторов вместо электродов. В этом случае их устанавливают под гибким полимерным покрытием. При разряде индукторы притягиваются друг к другу незначительно деформируя покрытие, которое и раскалывает лед.
Электроимпульсные системы сегодня используются на многих самолетах. В частности они установлены на лайнеры SSJ-100 и Ил-96, такие системы планируется ставить на новые транспортные самолеты Ил-112В. Преимуществом таких систем являются их малые масса и энергопотребление и масштабируемость.
Во время испытаний в Центральном аэрогидродинамическом институте систему, разработанную группой «Кронштадт», проверяли на стенде при температуре воздушного потока от нуля до минус 20 градусов Цельсия. При этом в потоке присутствовали переохлажденные водяные капли. Испытанная система эффективно очищала поверхность от нарастающей ледяной корки.
В 2012 году в США началась разработка противообледенительной системы для американского стратегического разведывательного беспилотника RQ-4 Global Hawk. Один из вариантов системы предполагает установку нагревательных элементов в передней кромке крыла аппарата, которые будут включаться при снижении с большой высоты или полете в неблагоприятных условиях.
Предполагается, что в полете теплая кромка будет нагревать воздух медленного пограничного слоя, движущегося по верхней и нижней поверхности крыла беспилотника. Этот теплый пограничный слой и будет предотвращать образование ледяной корки на крыле. По предварительным оценкам, потребляемая мощность системы составит от 0,8 до 1,4 киловатта.
Василий Сычёв