Запатентована технология расчета опасности обледенения самолетов при взлете и посадке. Ее разработчиками стали ученые Института прикладной астрономии РАН и их коллеги из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. Метод задействует работу двух устройств — радиометра водяного пара и температурного профилемера. Аналога этой технологии в мире не существует.  

Два в одном

С обледенением борются с помощью реагентов — поливают ими самолет, если наземные службы аэропорта полагают, что угроза обледенения есть. Но точного способа определить, когда это действительно необходимо, а когда избыточно, пока не изобретено. Поэтому ученые Института прикладной астрономии РАН вместе с коллегами из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (ИМКЭС СО РАН) разработали технологию прогноза обледенения. Метод задействует работу двух устройств — радиометра водяного пара и температурного профилемера.

Температурный профилемер — прибор довольно простой, он меряет температуру на разных высотах. А радиометр водяного пара был создан изначально для астрономов. Он помогал им определять, как атмосфера искажает сигнал от квазаров — самых удаленных объектов Вселенной. Также он используется для решения задач координатно-временного обеспечения российской глобальной навигационной системы ГЛОНАСС. Ученые решили применить прибор для прогнозирования обледенения. 

— Поведение водяного пара в реальном времени не моделируется никакими способами. Оно очень переменчиво. Что будет через час, через два никакой математической моделью описать нельзя. Такие изменения надо измерять, — говорит инициатор разработки технологии, заведующий отделением радиоастрономических наблюдений ИПА РАН  Геннадий Ильин.

Особенно остро проблема прогноза обледенения стоит в небольших аэропортах. В Шереметьево, Домодедово или Пулково самолеты взлетают каждые несколько минут и экипажи передают наземным службам информацию о фактах обледенения. В менее крупных воздушных гаванях с низкой интенсивностью полетов подобной информации нет, а ситуация в атмосфере в промежутки времени между взлетами и посадками может кардинально поменяться. Поэтому применять там технологию защиты от обледенения особенно актуально.

— Мы провели годичный эксперимент по экспериментальной отработке технологии оперативного прогноза обледенения в 2016–2017 годах в Томске, — рассказывает Геннадий Ильин. — Приборы установили в 12 км от аэропорта Богашево на площадке ИМКЭС СО РАН. Объединили данные приборов — и получилась технология прогноза.

За год ученые собрали массив данных радиометра водяного пара и температурного профилемера с интервалом следования отсчетов пять минут. Сравнили с реальными данными по обледенению воздушных судов, которые предоставили в томском аэропорту, и оказалось, что модель прогноза обледенения успешно работает.

— Совпадение прогнозных и реальных данных превысило 99%. Это говорит о том, что те приборы, которые мы использовали, могут в автоматическом режиме делать ту работу, которую сейчас делают люди, — отмечает старший научный сотрудник ИМКЭС СО РАН Александр Шелехов.

Механизм обледенения

Чем выше над землей, тем холоднее: температура падает со скоростью шесть градусов на километр. В осенний и весенний периоды, во время оттепелей, когда температура воздуха на земле чуть выше нуля, самолет или вертолет проходит область перехода плюсовой температуры в минусовую в моменты взлета или посадки, а это самые сложные этапы полета. В области с небольшими минусовыми температурами водяной пар находится в переохлажденном состоянии. Без внешнего воздействия микрокапли воды размером от 5 до 75 мкм сохраняют жидкую форму. Но стоит какому-то воздушному судну туда залететь, как на его корпусе эти капли оседают в виде льда. Этот механизм хорошо демонстрирует инверсионный след самолета.

Причиной 11% всех авиакатастроф, по данным Международной организации гражданской авиации (ИКАО, ICAO), становится обледенение воздушных судов.

— Обледенение датчиков скорости, по предварительному заключению Росавиации, признано одной из причин крушения под Москвой 11 февраля 2018 года самолета Ан-148 «Саратовских авиалиний». Тогда погибли 65 пассажиров и шесть членов экипажа, — приводит печальную статистику Александр Шелехов.

В 2016 году обледенение лопастей привело к крушению вертолета Ми-8 на Ямале. В 2011 году обледенение фюзеляжа стало причиной катастрофы самолета Saab 340 в аргентинской провинции Рио-Негро. В 2010 году по этой же причине разбился двухмоторный турбовинтовой самолет ATR 72-212 кубинской авиакомпании «АэроКариббеан» (68 человек погибли). В 2009 году из-за обледенения датчиков скорости в Атлантику упал авиалайнер Airbus A-330 компании Air France (228 человек погибли), добавил Александр Шелехов.

— Обледенение самолетов и вертолетов — одна из самых страшных причин, которая влияет на происшествия в авиации, она является вторым фактором после человеческого, — сказал «Известиям» начальник Высокоширотной арктической экспедиции Арктического и антарктического НИИ Росгидромета Владимир Соколов. — В полетах во время экспедиций опасность обледенения летательных аппаратов преследует исследователей Арктики постоянно.

Новая технология запатентована. По словам Геннадия Ильина, в ИПА РАН готовы объединить два прибора — радиометр водяного пара и температурный профилемер — в одном корпусе, что гораздо привлекательнее для заказчика. Помимо достижения главной цели — увеличения безопасности полетов, — использование технологии может дать и прямой экономический эффект в виде рационального использования составов, которыми обрабатывают самолеты для борьбы с обледенением.

Наталия Михальченко

Источники

Пилотам в помощь: российская технология предупредит об обледенении
Известия (iz.ru), 09/11/2018
Пилотам в помощь: российская технология предупредит об обледенении
Арктика: настоящее и будущее (forumarctic.com), 09/11/2018
В России запатентован новый метод борьбы с обледенением самолетов
Метеовести (meteovesti.ru), 09/11/2018
В России изобрели прибор предупреждения об обледенении самолетов
Business FM (bfm.ru), 10/11/2018
Российские ученые запатентовали устройство, предупреждающее об обледенении самолетов
Aviation Explorer (aex.ru), 09/11/2018
Российские ученые запатентовали прибор, предупреждающий об обледенении самолетов
Москва 24 (m24.ru), 09/11/2018
Российские ученые запатентовали устройство, предупреждающее об обледенении самолетов
ТАСС, 09/11/2018
Российские ученые запатентовали устройство, предупреждающее об обледенении самолетов
TmBW.Ru, 09/11/2018
В России изобрели прибор предупреждения об обледенении самолетов
Новости России и Мира (novostidny.ru), 10/11/2018
В России изобрели прибор предупреждения об обледенении самолетов
SMIonline (so-l.ru), 10/11/2018
В России изобрели прибор предупреждения об обледенении самолетов
Новости@Rambler.ru, 10/11/2018
В России изобрели прибор предупреждения об обледенении самолетов
Новости всемирной сети (news-w.com), 10/11/2018
Российские ученые придумали, как предотвратить обледенение самолетов
Kp.ru, 13/11/2018
Российские ученые запатентовали прибор, предупреждающий об обледенении самолетов. "Кавказ Пост" - Новости Северного Кавказа и Закавказья
Capost.media, 13/11/2018

Похожие новости

  • 04/10/2016

    В Томске создадут «рой» малых спутников в помощь сельскому хозяйству

    ​Томский политехнический университет (ТПУ) и томский Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (ИФПМ СО РАН) выступят одними из инициаторов проекта по созданию группировки малых космических аппаратов для прорывных технологий в сфере сельского хозяйства, который планируется запустить в 2017 году.
    1671
  • 07/05/2018

    Томские ученые разрабатывают материал для производства имплантатов

    ​Ученые томского Института физики прочности и материаловедения СО РАН работают над получением биоинертных сплавов с низким модулем упругости для производства медицинских имплантатов. Сегодня самый распространенный материал для имплантатов - технически чистый титан, модуль упругости которого составляет около 120 гигапаскалей.
    369
  • 15/08/2017

    ТОП-5 самых интересных изобретений

    ​РВК продолжает знакомить с самыми интересными и заметными изобретениями, связанными с рынками и технологиями Национальной технологической инициативы (НТИ), проектным офисом которой является РВК.  1.
    1353
  • 13/04/2017

    ТПУ создаст инструмент для ремонта иллюминаторов МКС в космосе к 2020 году

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) планируют к 2020 году разработать специальный инструмент, который позволит ремонтировать внешние стекла иллюминаторов Международной космической станции (МКС) в открытом космосе, сообщил в среду журналистам замдиректора Института физики высоких технологий ТПУ Евгений Колубаев.
    914
  • 22/11/2016

    По итогам конкурса ВИК.Нано: наносито для крови

    Nanonewsnet.ru продолжает публиковать интервью о решении непростых инженерных задач. На вопросы о конкурсе ВИК.Нано и о своем проекте по очистке крови с помощью композитных сит из керамики и цеолитов ответил аспирант Томского государственного университета, один из трех финалистов, получивших главный приз конкурса, Александр Бузимов.
    1712
  • 04/07/2017

    ​Аэропорт Томска тестирует прибор, отпугивающий птиц

    ​Аэропорт Томска испытывает прибор для отпугивания птиц, который разработан специалистами Института мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) СО РАН и Томского государственного университета (ТГУ): устройство будет транслировать звуки, которые пернатые издают в момент опасности, сообщила во вторник пресс-служба аэропорта.
    590
  • 01/08/2018

    Томские материаловеды создают импланты, сохраняющие гибкость позвоночника

    ​Ученые ТГУ и ИФПМ СО РАН разрабатывают керамические импланты для лечения при повреждениях позвоночника. Подобные операции необходимы людям, перенесшим тяжелую травму или страдающим дегенеративными заболеваниями позвоночника.
    356
  • 15/12/2017

    Томские ученые создали малотравматичный холодноплазменный инструмент для операций на сердце

    ​Томские ученые из НИИ кардиологии разработали хирургический инструмент для рассечения грудины, способствующий снижению травматичности и кровопотери при операциях на сердце. Прибор представляет собой более совершенную альтернативу существующим методикам и не имеет аналогов в мире.
    486
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    2605
  • 19/10/2017

    Газотурбинные двигатели будут частично изготовлены с помощью 3D-печати

    ​Объединенная двигателестроительная корпорация планирует 20% деталей для газотурбинных двигателей создавать с помощью 3D-печати. Об этом сообщил министр промышленности и торговли РФ Денис Мантуров.По словам Мантурова, технология 3D-печати с успехом внедряется при изготовлении деталей двигателя ПД-14 для гражданской авиации, а также для конструкций морского применения.
    832