Дослідники знайшли простий спосіб, як поліпшити методику тестування протиоблідовних рідин для літаків.
Намірзлий лід на крилах літака може стати причиною авіакатастрофи при зльоті. У першу чергу, проблема обмерзання актуальна для аеропортів, розташованих у північних широтах, де низькі температури тримаються по кілька місяців і більше. Сильний снігопад, не кажучи вже про крижаний дощ, всього за одну ніч перетворить припарковане на стоянці повітряне судно в один великий замету або бурульку, а літак на відміну від машини, скребком і щіткою просто так не почистишь. Але навіть там, де завжди «плюс», у літака є шанс «замерзнути» на землі: під час тривалого польоту паливо в баках, розташованих в крилах, охолоджується приблизно до - 40 градусів Цельсія, і після приземлення на крилі може утворитися крижана кірка. Щоб лід, сніг або іней не завадили літаку успішно піднятися в небо при будь-якій температурі, його прямо перед зльотом обов'язково обробляють спеціальними протиоблідовними рідинами.
Протиоблідовна рідина (а їх існує два основних типи: видаляють вже намірзлий лід і запобігають утворенню нового льоду) повинна відповідати стандартам, щоб оператор, який «обливає» повітряне судно, був упевнений в якості обробки і до того ж не витрачав рідину з надлишком. Тому такі рідини регулярно тестують у лабораторіях. Лабораторний тест імітує освіту льоду на фрагменті обшивки літака. У спеціальній кліматичній камері на плоску алюмінієву платівку наноситься протиоблідовна рідина і визначається, за скільки часу 10% поверхні платівки покриється льодом. Чим швидше платівка покривається льодом, тим гірше рідина справляється зі своїми властивостями. Здавалося б, все гранично просто, але є одне але.
Ключовий момент тесту - це визначення моменту часу, коли обмерзло 10% площі платівки. І це не так просто: тонкий шар льоду прозорий і його не завжди видно, що називається, на око. Часто оператору доводиться вручну за допомогою звичайної зубочистки визначати є там лід чи ні. Все це ускладнює тестування і робить його більш дорогим. Виключити «людський фактор» з лабораторного тесту можна з використанням інфрачервоних камер, джерел лазерного випромінювання з певною довжиною хвилі і систем комп'ютерного зору, але це також не найкращим чином позначається на вартості тестування (а воно не повинно бути дуже дорогим). Та й надійність у подібних методів не завжди вище «звичайного» візуального тестування.
Як пише в Cold Regions Science and Technology група дослідників зі Сколтеха, МФТІ, ДержНДІ ГА, Університету Північного Техасу і Йоркського університету, спростити лабораторний тест протиоблідовувальних рідин можна за допомогою спостережень за замерзаючою платівкою в поляризованому світлі. Властивості поляризованого світла використовують у фотографії - за допомогою поляризаційних фільтрів для фотооб'єктивів можна прибрати сонячні бліки від води або скла і зробити кольори фотографії «соковитіше». Аналогічний ефект «поліпшення картинки» використовують, наприклад, виробники сонцезахисних окулярів для водіїв автотранспорту.
Виявилося, що алюмінієва платівка, вкрита водою або протиоблідовною рідиною і платівка з вже утворилася твердою кіркою льоду по-різному бликують, і цю різницю добре видно в поляризованому світлі. Якщо підсвічувати пластини в кліматичній камері поляризованим джерелом світла, то спостерігаючи за утворенням льоду через полароїдну плівку, можна набагато точніше визначити час замерзання 10% площі платівки. А для створення лабораторної установки дослідникам крім стандартної для подібних експериментів кліматичної камери знадобилися тільки аматорська цифрова «дзеркалка» і дешева плівка-полароїд, яку використовують для ремонту рідкокристалічних екранів.
Утворення льоду на алюмінієвій пластині в кліматичній камері: обмерзання, виявлене за допомогою запропонованого в дослідженні підходу (ліворуч), і видиме неозброєним оком (праворуч). Джерело: Viktor Grishaev et al./Cold Regions Science and Technology.
При обробці протиоблідовними рідинами вже справжніх літаків виникають ті ж проблеми з «невидимою» крижаною кіркою: якість видалення льоду з крил лайнерів не рідко визначають в прямому сенсі на дотик. Можливо, колись і в аеропортах з'являться прості у використанні камери, які в режимі реального часу будуть реєструвати утворення льоду на літаках перед вильотом і вчасно сповіщати екіпаж і служби про необхідність проведення додаткової протиоблідовувальної обробки.