碳纳米管用于防止飞机结冰

莎士比亚在他的戏剧《冬天的故事》中写道:“一切都冻结了。”在伯特立,一项使用碳纳米管的独创性创新可能会证明雅芳的吟游诗人是错误的。

巴特尔的科学家们为克服飞机上的积冰已经工作了近十年。最近,他们开发了一种环境友好的除冰液,可以在飞行前喷洒在飞机上。现在,这些科学家已经发明了一种技术,可以在飞行应用中防止冰的形成,这将改变未来解决这一问题的方式。

当飞机在空中飞行时,如果条件和海拔合适,就可能会结冰——即使不是冬天,或者在人们认为是沙漠的地区,比如伊拉克或阿富汗。当结冰发生时,飞机的性能会受到影响,可能会发生灾难。巴特尔巧妙地解决了这个问题,将碳纳米管涂层应用于重要的飞行表面,然后利用飞机上的电子系统为涂层充电。这使得纳米管升温,从而阻止了冰的形成。

“在巴特尔,我们在过去八年中在纳米技术方面取得了重大进展,”巴特尔的研究科学家艾米·海因茨说。“随着我们对碳纳米材料的分散性和功能性的深入了解,这项技术是我们工作中最令人兴奋的新兴商业应用之一。”欧洲杯足球竞彩

巴特尔创新技术的一个直接用途是为无人机(UAV)涂覆涂层。在过去五年中,美国军事界在世界各地战场上迅速增加了对这些飞机的使用,在战斗中飞行了近500000小时,大大增加了美国的军事人力。通常,无人机对于非任务关键型系统没有太多额外容量。绝大多数飞机都没有防冰系统,这会导致飞行任务被取消——研究显示约有12%——有时甚至在机翼结冰后坠毁。

“当我们开发这种纳米技术时,我们立即看到了它在无人机上的巨大潜力,”Heintz说。“有了这项技术,我们相信有机会大大增加无人机的总飞行小时数。这意味着有更多的飞机在空中飞行更长时间,这有助于支持我们国家的使命。”

Battelle的产品与其他防冰系统完全不同,如排气系统(用发动机排气加热表面)、机械防尘套(打破表面与冰之间的粘结)或垂翼(从机翼释放有毒防冻液)。为什么?因为它们可能太复杂、太重或耗电太多,无法在无人机上发挥作用。巴特尔的纳米管技术解决方案——重量是目前防冰系统的1/100——采用简单的涂装方法,可以应用于各种曲面,而无需定制加热器垫设计。

巴特尔的科学家们认为,这可能是一种潜在的改变游戏规则的技术,可以提供一种负担得起、耐用、轻便的解决方案。随着这项技术的继续发展,巴特尔预计在其他领域寻找可能受益于这项技术的潜在机会,如风力涡轮机的防冰。这项技术在航空领域之外也有广泛应用的潜力。

今年1月,在一个闭环冰洞中进行的测试表明,巴特尔防冰涂层在许多模拟结冰条件下成功地防止了结冰。

巴特尔研究中心的科学家Brett Burton说:“冰洞测试验证了该系统在功率限制和无人机飞行条件下的性能。”“现在我们已经达到了这个成功的阶段,我们可以转向系统能力的更大的演示。”

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