Le chercheur de l'UBCO, Mohammad Zarifi, a considérablement amélioré les capteurs en temps réel qui surveillent le gel et l'accumulation de glace sur les avions et les turbines.

Les capteurs de dégivrage détectent l’accumulation sur les avions

Les voyageurs fréquents savent que les conditions météorologiques extrêmes peuvent les garder à la terre.

Cela peut être gênant, mais il y a de bonnes raisons pour lesquelles les compagnies aériennes suivent des procédures d’exploitation rigoureuses dans des conditions de glace et de neige. L’accident du vol 90 d’Air Florida en 1982 et celui du vol 405 de l’USAir en 1992 ne sont que deux exemples de défaillance catastrophique directement attribuable à l’accumulation de neige et de glace sur les avions.

Lorsque des gouttelettes de glace s’accumulent et gèlent sur les ailes des avions, elles présentent un grave danger pour la sécurité. Une accumulation de glace sur les ailes, les stabilisateurs horizontaux et la queue ajoute non seulement du poids, mais affecte surtout le flux d’air au-dessus de l’avion en augmentant la traînée et en réduisant la portance. Une couche de glace de l’épaisseur d’un disque compact peut réduire la portance de 25%, selon la branche de glaçage du centre de recherche Glenn de la NASA.

Les capteurs de glace peuvent avoir un effet atténuant détecter la formation de glace rapidement et avec précision, a noté une équipe de recherche de la Okanagan’s School of Engineering de l’Université de la Colombie-Britannique. Ciblant les industries de l’aviation et des énergies renouvelables, les chercheurs concentrent leurs dernières recherches sur l’amélioration de la réponse en temps réel des capteurs pour déterminer le gel et l’accumulation de glace.

Le chercheur de l’UBCO, Mohammad Zarifi, a considérablement amélioré les capteurs en temps réel qui surveillent le gel et l’accumulation de glace sur les avions et les turbines.UBCO

Le professeur assistant Mohammad Zarifi et son équipe du laboratoire OMEGA (Okanagan MicroElectronics and Gigahertz Applications) d’UBCO avaient déjà développé un capteur qui détecte le moment précis où la glace commence à se former sur une surface. Ils ont choisi les résonateurs hyperfréquences en fonction de plusieurs critères: haute sensibilité, faible puissance, facilité de fabrication et profil plan.

Un capteur à résonateur micro-ondes avec capacité de chauffage intégrée a été modelé dans l’avion. Des tests de détection ont été réalisés sur des surfaces avec des revêtements anti-givrage afin de tester l’efficacité des matériaux. De plus, le résonateur à anneau fendu a été évalué pour sa capacité à évaluer diverses méthodes de dégivrage. Fonctionnant à 5,82 GHz, le capteur pouvait effectivement faire la distinction entre la glace et l’eau en détectant les changements dans les propriétés diélectriques autour de sa surface.

Les capteurs peuvent identifier les accumulations de glace en temps réel tout en calculant le taux de fonte. Ce sont des données cruciales pour l’aviation, pour maintenir les vols à l’heure et les applications d’énergie renouvelable, a expliqué Zarifi.

Le capteur breveté, qui comprend une couche protectrice, est actuellement testé par l’industrie aéronautique dans le cadre d’un processus d’approbation rigoureux, a noté Zarifi. La recherche est financée par le ministère de la Défense nationale et permettra aux chercheurs d’améliorer les capacités du capteur.

«Nous avons reçu un grand intérêt de la part des industries de l’aviation et des énergies renouvelables suite à nos premières découvertes, ce qui nous a poussé à repousser les limites de la réactivité et de la précision du capteur», a déclaré Zarifi.

Pendant ce temps, les chercheurs ont découvert une autre première: leur capteur peut détecter la glace salée, qui gèle à des températures plus froides. Il est intéressant de comprendre et de surveiller la formation de glace d’eau salée, car la glace d’eau salée sur les plates-formes pétrolières et l’infrastructure maritime peut créer des problèmes. Zarifi et son équipe travaillent à l’introduction de la technologie micro-ondes / radar pour relever ces défis.

En incorporant une antenne dans le capteur, les résultats peuvent être partagés en temps réel avec l’opérateur afin de remédier à l’accumulation, a noté Zarifi.

La technologie peut être modifié pour diverses applications, y compris la détection de glace et d’humidité. À cette fin, le OMEGA Lab travaille avec un certain nombre d’entreprises éoliennes pour adapter les capteurs aux parcs éoliens.

Selon Zarifi, les capteurs peuvent être montés à la même altitude des pales sans avoir à être montés sur les pales. Cela supprime certaines variables de calcul liées au mouvement, ce qui fait de l’application des éoliennes une proposition un peu plus simple, a-t-il déclaré.

La recherche a été publiée dans le journal Matériaux appliqués et interfaces.

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