Revista de Ingeniería Aeronáutica y Aeroespacial
Acceso abierto
ISSN: 2168-9792
ISSN: 2168-9792
L Mazzola*,L Coriand,N. Felde, G. Bruno ,B Galasso,V Quaranta,F Albano,A Auletta
La adherencia del hielo en las superficies críticas de las aeronaves es un peligro potencial grave que conlleva el riesgo de causar accidentes. Los contaminantes congelados generan superficies ásperas e irregulares que perturbarán el flujo de aire uniforme y degradarán en gran medida la capacidad del ala para generar sustentación y aumentar la resistencia.
Entre los sistemas de mitigación de hielo, los recubrimientos antihielo pasivos representan un desafío para reducir la nucleación y el crecimiento del hielo, reduciendo el consumo de energía de los sistemas activos de deshielo y, en consecuencia, el consumo de combustible.
En este trabajo se describen las propiedades avanzadas y la eficacia del nuevo recubrimiento multifuncional con propiedades estéticas y antihielo. En particular, se realizaron caracterizaciones morfológicas avanzadas basadas en mediciones de microscopía de fuerza atómica y microscopía de barrido láser, así como análisis posteriores de densidad espectral de potencia para evaluar la rugosidad de la superficie.
Se realizaron mediciones del ángulo de contacto para determinar la humectabilidad y la energía libre superficial, así como el trabajo de adhesión en condiciones de vuelo. Además, se realizó un análisis dinámico del impacto de gotas de agua individuales en el nuevo revestimiento multifuncional y el revestimiento de librea clásico para demostrar el diferente comportamiento físico durante el impacto.
También se demostró que el nuevo revestimiento multifuncional superó la prueba ambiental de forma similar al revestimiento de librea comercial de acuerdo con la especificación aeronáutica.
Finalmente, se diseñaron y desarrollaron dos perfiles aerodinámicos simétricos NACA utilizando tecnología de impresión 3D. Las superficies se recubrieron con un recubrimiento comercial en un caso y con el nuevo recubrimiento multifuncional en el otro caso. Ambos perfiles aerodinámicos fueron probados en el Túnel de Viento Icing en diferentes condiciones para evaluar la efectividad, en términos de reducción de hielo acumulado, del nuevo recubrimiento multifuncional con respecto al comercial. Las pruebas demostraron la reducción del hielo acumulado en un 50 % con el nuevo revestimiento multifuncional.