Denne løsningen forhindrer istrøbbel for fly og droner

Isdannelse på propellblader eller fly-vinger kan  føre til store problemer: Det kan begrense flytid, gir økte kostnader og være en risiko for sikkerheten og dermed omgivelsene. 

Derfor har forskere i SINTEF  utviklet et nytt materiale som gjør fjerning av is både mer effektivt og billigere – uten å skade miljøet.

Droner blir stadig viktigere i alt fra forsvar til leveranser av medisiner. Men, isdannelse og opphopning av is på rotorbladene er en utfordring. Her er en drone på oppdrag i Almaty-fjellene i Kazhakstan. Foto: Sergey Panikhin/ iStock

Erstatter elektrisk energi

I dag fjernes is som regel ved hjelp av elektrisk oppvarming. Enten med permanente varmesystemer i rotorbladene, eller med midlertidig påføring av kjemiske av-isningsmidler. Utfordringen er at disse metodene ikke gir tilstrekkelig beskyttelse mot at det dannes ny is. Dermed må de gjentas flere ganger. Det gjør at kostnadene for vedlikehold blir høye.

Vannet vil perle seg opp og rulle av fra overflaten før det rekker å fryse. Dersom det mot formodning blir liggende, vil det feste seg dårligere og være lettere å fjerne.

Industrien har derfor fått opp øynene for den nye anti-isingsmetoden som SINTEF står bak, ifølge forsker Christian Karl:

–  Dette er en mer effektiv og langvarig metode for å fjerne is på tekniske overflater. Vi ser at  flere og flere industrisektorer, slik som vindenergi, luft- og romfart, bil- og marinteknologi, har rettet oppmerksomhet mot løsningen vår, sier Karl.

Han er en del av forskningsteamet i prosjektet som bærer navnet IceMan.

Belegget er basert på en type polymermateriale, polyuretan, og kan sprøytes eller pensles direkte på overflatene, slik at de får is-avstøtende egenskaper og bremser is-dannelse.

Som perler på en snor. Det nye belegget som hindrer isdannelse er vannbasert og miljøvennlig. Foto: William Husby Hoven /SINTEF VIS MER

–  I praksis vil det bety at underkjølte vanndråper som lander på rotorbladene ikke kan fryse fast. Vannet vil perle seg og rulle av overflaten før det rekker å fryse. Dersom det mot formodning blir liggende, vil det feste seg dårligere og være lettere å fjerne, sier SINTEF-forskeren.

Fluorfri løsning sparer miljøet

Forskerkollega Monika Pilz har ledet prosjektet. Hun forteller at tilsetningsstoffene er miljøvennlige og er laget på en slik måte at de enkelt kan tas i bruk i stor skala i industrien.  

Det er ikke brukt fluorforbindelser i materialsammensetningene, noe som gjør de miljøvennlige.

Forsker og prosjektleder Monika Pilz. Foto: SINTEF VIS MER

–  Målet var å oppnå best mulig vannavstøting og anti-isningsevne, samtidig som vi sparte både energi og miljøet. Derfor så vi nøye på det komplekse samspillet mellom materialer og ønskede egenskaper, forteller Monika Pilz og forklarer videre.

–  Det er ikke brukt fluorforbindelser i materialsammensetningene, noe som gjør de miljøvennlige. Samtidig er de vannavstøtende tilsetningsstoffene blandbare med vannbasert polyuretan maling, som gir et forbedret is-avstøtende belegg etter tørking.

Forskningsresultatene viste at belegget gjør at vanndråper som treffer overflaten lettere ruller av, isen bygger seg i mindre grad opp og frysing forsinkes med over 4 timer ved -5 grader.

Også aktuelt for vindturbiner

Prosjektet har først og fremst satt søkelys på droner og andre fjernstyrte, ubemannede farkoster (UAV), men resultatene kan også overføres til bruk på vindturbinblader.

–  Isdannelse på vindturbinblader kan føre til at is kastes eller faller av rotorblader og kan skade omgivelsene og mennesker. Derfor er studien også viktig for vindenergisektoren, men også for flere andre applikasjoner og sektorer, sier Christian Karl og legger til:

–  Måten det nye belegget er laget på gjør også at det kan brukes til andre formål, slik som elektriske og telekommunikasjonsinfrastrukturer og andre kompositt- og metallkonstruksjoner i flysektoren.

Referanse: Functionalized POSS additives designed for enhanced anti-icing coating performance