Een nieuwe manier om poedertroblemen voor vliegtuigen en drones te voorkomen

IJsvorming op schroefbladen of vliegtuigvleugels kan grote problemen veroorzaken. Het kan de vliegtijd beperken, de kosten verhogen en veiligheid en milieurisico’s opleveren.

Dat is de reden waarom onderzoekers van SINTEF een nieuw coatingmateriaal hebben ontwikkeld dat ijsverwijdering zowel efficiënter als goedkoper maakt – zonder het milieu te schaden.

Tegenwoordig wordt ijs meestal verwijderd met behulp van elektrische verwarming, hetzij met permanente verwarmingssystemen in de rotorbladen, of door tijdelijk chemische de-bewerkingsmiddelen aan te brengen. De uitdaging is dat deze methoden onvoldoende bescherming bieden tegen de vorming van nieuw ijs. Als gevolg hiervan moeten ze verschillende keren worden herhaald, wat leidt tot hoge onderhoudskosten.

De industrie bekijkt daarom de nieuwe anti-ijsmethode die SINTEF ontwikkelt, volgens onderzoeker Christian Karl, die deel uitmaakt van het onderzoeksteam over het project genaamd ICEMAN. “Dit is een effectievere en langdurige methode voor het verwijderen van ijs op technische oppervlakken. We zien dat steeds meer industriële sectoren, zoals windenergie, ruimtevaart, auto- en mariene technologie, hun aandacht hebben gevestigd op onze oplossing.”

De coating is gebaseerd op polyurethaan, een type polymeermateriaal, en kan direct op de oppervlakken worden gespoten of geborsteld, waardoor ze ijsafstotende eigenschappen hebben en de ijsvorming vertraagt. De studie is gepubliceerd in de Journal of NanodeParticle Research.

“In de praktijk betekent dit dat onderkoelde waterdruppeltjes die op de rotorbladen landen niet in staat zijn om op het oppervlak te bevriezen. Het water zal kralen en van het oppervlak rollen voordat het tijd heeft om te bevriezen. Als het, tegengesteld aan de verwachtingen, daar blijft, het is minder goed en gemakkelijker te verwijderen,” zegt de SINTEF -onderzoeker.

Fluorinevrije oplossing beschermt het milieu

Onderzoekscollega Monika Pilz leidde het project. Ze zegt dat de additieven milieuvriendelijk zijn en zo zijn gemaakt dat ze gemakkelijk kunnen worden opgeschaald en worden gebruikt in de industriële instellingen.

“Het doel was om de best mogelijke waterafstotendheid en anti-ijskracht te bereiken, terwijl zowel energie als de omgeving wordt bespaard. Daarom hebben we goed gekeken naar de complexe interactie tussen de materialen en de gewenste eigenschappen”, zegt Pilz.

“Er worden geen fluorverbindingen gebruikt in de materiaalsamenstellingen, waardoor ze milieuvriendelijk zijn. Tegelijkertijd kunnen de waterafstotende additieven worden gemengd met op water gebaseerde polyurethaanverf, die na het drogen een verbeterde ijsafstotende coating biedt.”

De onderzoeksresultaten toonden aan dat de coating het gemakkelijker maakt voor waterdruppeltjes die het oppervlak raken om weg te rollen, ijs bouwt in mindere mate op en bevriezen wordt meer dan 4 uur vertraagd bij -5 ° C.

Ook relevant voor windturbines

Het project is vooral gericht op drones en andere op afstand bestuurde, onbemande luchtvaartuigen (UAV’s), maar de resultaten kunnen ook worden overgedragen om te gebruiken op windturbinebladen.

“IJsvorming op windturbinebladen kan ervoor zorgen dat ijs wordt gegooid of van de rotorbladen vallen en de omgeving kunnen beschadigen of mensen kunnen verwonden. De studie is belangrijk voor de windenergiesector, maar ook voor verschillende andere toepassingen en sectoren”, zegt Karl.

“De manier waarop de nieuwe coating wordt gemaakt, maakt het ook mogelijk om te worden gebruikt voor andere doeleinden, zoals elektrische en telecommunicatie -infrastructuren en andere composiet- en metaalstructuren in de luchtvaartsector.”