Перед взлетом самолета при низких температурах проводится противообледенительная обработка, при которой поверхность опрыскивается специальной жидкостью. Этот процесс предотвращает опасное образование льда на крыльях и датчиках.

Моделирование вибрации крыла демонстрирует типичную характерную форму колебаний, возникающих при вибрации. Источник: Fraunhofer LBF

«Однако этот процесс требует больших затрат энергии и снижает эффективность двигателей», — говорится в пресс-релизе немецкого Института Фраунгофера. 

Поэтому исследователи разработали новый энергосберегающий метод борьбы с обледенением крыльев самолёта. В этом процессе обледеневшая часть крыла самолёта начинает вибрировать, что приводит к таянию наледи. Датчики определяют, когда определённые участки крыла начинают накапливать лёд. Затем определяется резонансная частота. Это диапазон частот, в котором материал начинает вибрировать.

Испытание в аэродинамической трубе на обледенение: на передней кромке крыла образуются реалистичные ледяные отложения. Источник: Fraunhofer LBF

После этого пьезоэлектрические актуаторы вызывают направленные низкочастотные колебания материала на обледенелых участках. Эти колебания находятся в диапазоне нескольких килогерц и невидимы невооруженным глазом, но очень эффективны. Налипший лёд отслаивается и отваливается.

Для определения подходящей частоты колебаний необходимо учитывать множество различных факторов, например, материал крыла, скорость, высоту, температуру, влажность и толщину ледяного слоя. Затем алгоритмы рассчитывают на основе этих колебаний собственную резонансную частоту.

По данным исследовательского института, идея удаления льда с помощью вибраций давно обсуждается в научном сообществе. Впервые создана высокодинамичная и точная система, реализующая эту идею на практике. Однако новый метод не может заменить противообледенительную обработку на земле перед взлётом самолёта.