Polaroids hjælper videnskabsmænd med at opdage farlig is på flyvemaskiner

Forskere fra Skoltech, MIPT, Ruslands statsforskningsinstitut for civil luftfart, University of North Texas og York University har forenklet og automatiseret laboratorieproceduren, der bruges til at teste anti-isningsvæsker, der sikrer sikker start af fly. Resultaterne af undersøgelsen, som blev støttet af Russian Science Foundation, er rapporteret i tidsskriftet Cold Regions Science and Technology .

Ophobning af frost, sne og is på et fly påvirker dets håndteringsegenskaber negativt og øger risikoen for ulykker ved at forvrænge luftstrømmen over vingerne, reducere løft og skabe yderligere modstand. For at forhindre farlig isdannelse behandles flyet inden start med afisningsvæsker, der smelter al is eller sne, der har sat sig fast på metallet, og med anti-isningsvæsker, der danner en beskyttende hinde på pletteringen for at forhindre yderligere isdannelse.

Da anti-isningsbehandling er så vigtig for at sikre flyvesikkerheden, og der er mange faktorer i spil - væskefortynding, omgivende temperatur og fugtighed, vind, nedbør, flyets hudmateriale osv. - testes anti-isningsmidler ofte i laboratorier, f.eks. at kende deres egenskaber i alle detaljer. Dette er en kedelig proces, der involverer en specialist, der visuelt inspicerer et stykke aluminiumsplader behandlet med en anti-isningsvæske i et klimakammer, der gengiver de nødvendige vejrforhold.

"For eksempel kan en laboratorieassistent være nødt til at måle, hvor lang tid det tager, før 10 % af metaloverfladen er dækket med is. Nu er dette ret svært og subjektivt, fordi is ikke nødvendigvis udvider sig fra en enkelt oprindelse på arket, men det kunne snarere dannes og vokse mange steder, på en isoleret måde. I så fald er det et dømmende opkald for assistenten at bestemme, hvornår 10 %-grænsen er nået," sagde Viktor Grishaev, som er seniorforsker ved Skoltech og the hovedforsker af undersøgelsen.

"Dette forværres af det faktum, at det faktisk er ret udfordrende at skelne visuelt mellem nøgne aluminium og isede områder, til det punkt, at folk nogle gange tyr til at stikke pladen med en tandstikker for at sikre sig," fortsatte forskeren. "Det har at gøre med den meget lave kontrast af is på aluminium, og det er netop det problem, vi har adresseret."

I deres papir foreslår Grishaev og hans kolleger, at plader i kammeret belyses med en polariseret lyskilde og observeres gennem en polaroidfilm. På den måde er iskolde områder meget nemmere at skelne, viser holdet (se billede). Da en sådan lyskilde og en polaroid er let tilgængelige og billige, lover tricket at gøre livet for laboratorieassistenter, der tester anti-isningsvæskes ydeevne, meget lettere, næsten uden omkostninger og med lidt ekstra besvær involveret.

Polariseringstricket gjorde dog forskerne i stand til at gøre endnu mere end det. Mens de nuværende standarder godkendt af regulerende organer foreskriver test udført af menneskelige eksperter, kan dette arbejde snart udføres af computere - med større nøjagtighed, pålidelighed og konsistens. Lav iskontrast har været blandt de vigtigste forhindringer, der forhindrer automatisering. Nu har Grishaev og hans medforfatter brugt en simpel algoritme og et kamera med en polariserende filterlinse til at detektere is ved at analysere optagelser fra vejrkammeret.

"I et laboratoriemiljø, selv med den simple algoritme, kunne computere udkonkurrere mennesker i denne opgave allerede i dag. Men måske en dag ville vi have kameraer i lufthavne, der opdager, at der dannes is på fly, der forbereder sig til start i realtid og advarer besætningen, når yderligere anti -behandling af isvæske er i orden," konkluderede Grishaev. + Udforsk yderligere

Glatte hydrofobe belægninger kan være mere effektive til afisning af fly