Buzlu koşullarda aşırı soğutulmuş su damlacıklarını tespit edin

Bakec

New member
Uçaklarda buzlanma bir mevsim meselesi değil, hava koşulları meselesidir. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), 18 uluslararası ortakla birlikte buzlanma konusunu ve uçuş davranışı üzerindeki etkilerini araştırıyor. Odak noktası özel bir olgudur: Aşırı Soğutulmuş Büyük Damlacıklar (SLD). Çapı 50 mikrondan fazla olan bu aşırı soğutulmuş su damlacıkları, çok özel hava koşullarında atmosferde belirebilir ve uçakların buzlanmasına neden olabilir.

Daha büyük uçaklar, tipik buzlanma koşulları için halihazırda etkili buz çözme sistemleriyle donatılmıştır. Özellikle kanatların veya motor girişlerinin ön kenarlarında buz birikintileri bu şekilde önlenir. Ticari uçaklar için bu tür koruma sistemleri, onay sürecinde onlarca yıldır zorunlu olmuştur. Bununla birlikte, özel hava koşullarında, su damlacıkları sıfırın altındaki sıcaklıklarda sıvı halde görünebilir. Bu, örneğin, daha sıcak hava katmanlarından gelen su damlacıklarının daha soğuk olanlardan düştüğü ters hava koşullarında gerçekleşir. Ortaya çıkan büyük, aşırı soğutulmuş su damlacıkları, örneğin bir uçak kanadının yüzeyine çarptığında donar ve böylece buz çözme sistemlerinin arkasında buz birikintilerine de yol açabilir. Proje yöneticisi, “Bu SLD buzlanması, uçağın aerodinamik özellikleri üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir, sürtünme önemli ölçüde artar ve yakıt tüketimi artar. Ayrıca, kaldırma özellikleri bozulur ve pek olası olmayan aşırı durumlarda, bir stall meydana gelebilir” diye açıklıyor proje yöneticisi. DLR Uçuş Sistemleri Mühendisliği Enstitüsü’nden Carsten Schwarz. “Birkaç yıldır bu özel buzlanma koşulları için ek sertifikasyon düzenlemeleri var. Bu nedenle, bu SLD koşullarını algılayan güvenilir sensörler ve yöntemler, buzlanma koşullarında uçan uçaklar için önemli bir bileşendir.”


Artan hava direnci uyarısı



SENS4ICE projesinde, bilim adamları bu nedenle uçakta SLD buzlanmayı erken ve güvenilir bir şekilde tespit etmek için farklı tespit seçeneklerini birleştirmek için yeni bir yaklaşım araştırıyorlar. Braunschweig’deki DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsünde, uçak özelliklerini sürekli olarak izleyen bir izleme algoritması geliştirilmektedir. Örneğin, hava direnci önemli ölçüde değişirse, bu, uçakta potansiyel buzlanma olduğunu gösterir. “Belirli bir noktada, pilot, daha büyük direncin bir sonucu olarak daha fazla itişe ihtiyaç duyulduğu gerçeğiyle ileri derecede bir buzlanmayı fark edecektir. İzleme algoritmasının avantajı, küçük değişikliklerin bile fark edilebilmesi ve pilotun fark edilebilmesidir. Erken bir aşamada bir uyarı verildi,” diyor Schwarz.

SENS4ICE projesindeki bir başka yaklaşımda, uçakta buzlanma tespit edilirken bazıları yeni geliştirilen çeşitli sensörlerin sonuçları dikkate alınmaktadır. Araştırmacılar toplam on farklı sensör teknolojisini inceliyorlar. Diğer şeylerin yanı sıra, uçağın yüzeyinde buz oluşumu olup olmadığı doğrudan tespit edilir. Bu amaçla DLR Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler Enstitüsü, ultrasonik dalgalara dayalı özel bir sensör teknolojisi geliştiriyor.

Bulut parçacık probları olarak adlandırılan diğer sensörler, su içeriği ve damlacık boyutu gibi atmosferik koşulları ölçer. Lazer ölçümleri yardımıyla havada kaç damla olduğunu ve çaplarının ne kadar büyük olduğunu kontrol ederler. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü, bulut ölçümlerine eşlik eder ve yeni sensör teknolojileri için bir referans sağlar.

Hibrit denilen bir çözümden bahsediyoruz: Uçuş durumunun dolaylı olarak izlenmesinin sonuçları ile atmosferik koşulların ve buz oluşumunun izlenmesine yönelik doğrudan sensörlerin sonuçları birlikte akıyor ve uçaktaki buzlanma koşullarını daha hızlı ve güvenilir bir şekilde tespit etmemizi sağlıyor. ” diyor Schwarz. Hibrit sistem için en uygun sensörlerden hangisinin Almanya, ABD ve Rusya’da rüzgar tüneli testlerinde ve daha sonra Kuzey Amerika ve Avrupa’da uçuş testlerinde test edilecek.
 
Üst