С применением современного системного подхода представлены и проиллюстрирован ряд новых данных о физико-химических свойствах и фазовых состояний ассоциаций молекул воды во льду. Анализ данных динамики движения электронов и атомов в молекуле воды иллюстрируется схематической шкалой, включающей три вида структурных движений: I – структура, представляющая как бы мгновенный электронный слепок молекулы воды; V – структура, представляющая усредненные колебательные и вращательные движения входящих в молекулы атомов; D – структура, представляющая диффузионно – усредненные движения обменного внутри- и межмолекулярного характера. Основываясь на размерных и энергетических данных водородной связи между молекулами воды во льду и на исследованиях многофотонной диссоциации молекул воды в инфракрасном диапазоне волн проведен упрощенный расчет энергетических затрат на многофотонную диссоциацию молекул воды льда. Данные расчета показывают, что инфракрасная диссоциация идет со значительной экономией энергии (в 17 раз) по сравнению с применяемыми в настоящее время аэродромными службами противообледенительными технологиями, основанными на последовательности процессов термического таяния льда и последующего его испарения в виде воды. Инфракрасная технология сушки различных аморфно-кристаллических состояний ассоциаций молекул воды в виде льда и снега позволяет избежать существенных энергетических затрат на активацию тепловых миграционных процессов во льду, если для разрыва межмолекулярных связей правильно определена пространственная локализация и энергетический уровень воздействующего фактора. Расчетом установлено, что при инфракрасном облучении с энергетической светимостью источника ~ 50 кВт/м скорость сушки (диссоциации) составляет: льда ~ 10,7 м /час и снега ~ 50 м /час. Указанные скорости ИК-сушки позволяют рассматривать инфракрасное облучение как экономически эффективную аэродромную технологию удаления ледяных покрытий и снежных наносов с поверхностей взлетно-посадочных полос и воздушных судов на аэродромах, поскольку такая инфракрасная технология позволит резко сократить аэродромный парк снегоуборочной техники и обслуживающего персонала, так как после ИК–сушки убирать нечего – как лед, так и снег распадаются до молекулярного уровня и возгоняются в атмосферу. В выводах статьи указывается, что внедрение ИК-сушки в аэродромные технологии обеспечения полетов в качестве средства борьбы с обледенением и снежными наносами наиболее востребовано и экономически целесообразно на аэродромах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, где сказывается близость морей и океанов – поставщиков осадков, и действуют продолжительное время низкие температуры - до минус 50 ºС и ниже. В тоже время отмечается, что как разработка, так и внедрение технических средств инфракрасной сушки снежно-ледяных покрытий потребуют пионерских технических решений конструкций производительных и энергоэффективных инфракрасных излучателей большой площади и их испытаний при различных вариантах применения и климатических условиях обледенения, а также обеспечение надежной эксплуатации конструкций инфракрасных излучателей на транспортирующих устройствах, с помощью которых должны будут выполняться технологии инфракрасной сушки по удалению снежно-ледяных отложений как с взлетно-посадочных полос на аэродромах, так и с размещенных на них воздушных судах.
|