הקיץ בעיצומו – אך נבדקת אפשרות לביטול ה- De-icing בעתיד.
החורף מביא אתו את אחד המטרדים הגדולים של עולם התעופה: ההתקרחות. כתוצאה מיצירת הקרח והצטברותו על הכנפים, ההגאים, הגוף עצמו ועוד חלקים במטוס נוצרה בעולם התעופה מערכת מורכבת מאד של נסינונות להרחקת הקרח ומניעתו. שדות התעופה עמוסים במטוסים הממתינים לתורם לעבור את טיפול ה- Deicing, שעיקרו התזת תערובת של מים חמים ואלכוהול (Glycol) על משטחי המטוס. לשם כך נבנים בשדות התעופה מתקנים מיוחדים להתזת הנוזלים ומוחזקים כלי רכב יעודיים. התורים של המטוסים הממתינים לטיפול המתארך גורמים לאיחורים ממושכים – שגם הם בעייתים כי הטיפול מוגבל בזמן ואי אפשר לדחות את ההמראה יותר מדי.
הסכנה בהצטברות קרח על הכנפים, בתוך המנועים, בפרופלורים ובצינורות פיטו היא מוכרת מאז ימי תחילת התעופה. מטוסים רבים מספור אבדו כאשר קרח “זגוגי” (Rime) או קרח “כפורי” (Hoar) הפריעו לזרימת האוויר הסדירה, הביאו להזדקרות פתאומית של הכנף, לאובדן כוח מנוע או לנתוני מהירות/גובה מוטעים – בתוצאות מאד לא רצויות.
עתה, תוך כדי הסתייעות בננו-טכנולוגיה, החוקרים מנסים ליצור מעטה לחלקי המטוס החיוניים שידחה מים וימנע את היווצרות הקרח.
נוצר איגוד מחקר מיוחד להתמודדות עם בעיית הצטברות הקרח. הוא נתמך על ידי האיחוד האירופי (EU) ונקרא בשם PHOBIC2ICE. החוקרים פועלים על מציאת שיטות שונות שיגרמו למשטחי המטוס להיות Icephobic (בתרגום חופשי = “שונאי קרח”, בעזרת מציאת ציפוי למשטחים שלא יאפשר למים ולקרח להדבק אליהם.
הצטברות הקרח נובעת מכך שמשטחי אלומיניום מאפשרים לטיפות מים זעירות להידבק אליהם. במזג אוויר קר ולח, חלקיקי קרח או טיפות מים זעירות במצב “קירור יתר” נדבקים אל המטוס. החוקרים מתרכזים בנסיונות למנוע הידבקות זו, על ידי יצירת ציפוי “סופר-הידרו-פובי” לחלקי המטוס. הפתרון נמוצע על ידיהם הוא ציפוי ניסיוני על חלקיקי-ננו הגורמים לאלומיניום לדחות את המים ובכך למנוע היווצרות והצטברות קרח.
חוקר מחברת Technology Partners Foundation, המתאם את פעילות המחקר מסביר כי “חלקיקי הננו יוצרים חודים זעירים (Spikes) הכולאים את האווויר ביניהם. אלה גורמים למים להחליק על המשטחים והם לא נדבקים”.
את ההשראה לטכנולוגיה חדשנית זו שאבו החוקרים מהטבע: במיוחד מהעלים של צמח הלוטוס, שמשטחיהם ה”ננו-סקופיים” לא מאפשרים לצמח להירטב – ובאותה הזדמנות גם שומרים על נקיונו.
עתה מנסים את יעילות הציפוי החדשני במנהרת-רוח שמדמה תנאי הקרחה. על ידי יצירת תנאי מזג אוויר גרוע במנהרה, יכולים נחוקרים לצפות איך נוצר הקרח ונאסף על משטחי המטוס. ה”ענן המלאכותי” נוצר על ידי על ידי הזרקת טיפות מים למנהרה. אלה מקוררות “קירור יתר” מתחת לטמפרטורת הקיפאון, אך עדיין לא הופכות לקרח, אלא כשהן פוגעות במשטחי המטוס.
מהנדסי חומרים של חברת “אירבוס” אומרים כי מטרת קבוצת המחקר אינה רק קרח. לדבריהם “כתעשיה אנו צריכים לוודא כי הציפויים האלה יהיו יעילים לא רק לקרח, אלה יהיו גם עמידים לעוד חומרים באטמוספירה, כמו חול- אם טסים דרך סופת-חול, גשם אם עוברים דרך עננים וגם לקרניים אולטרה-סגולות.
ההישג של קבוצת המחקר הוא צעד חיובי בכיוון של הקטנת תצרוכת האנרגיה והפגיעה באיכות הסביבה של תהליכי ה- De-icing הקיימים. הם עובדים עתה על הפיכת הציפוי לעמיד יותר – ולכן גם כדאי יותר, כלכלית. מטרתם הסופית היא עתיד שבו לא יהיה צורך בתהליך ה- De-icing בשדות תעופה. זה יביא להקטנת ההוצאות, להמעטת זיהום הסביבה ולפחות איחורים בטיסות בגלל מזג-אוויר חורפי.
עיבוד ותרגום – אילן הייט
https://phys.org/news/2018-07-future-aircraft-de-icing.html#jCp