Que formas comuns de deice e anti-gelo existem e que alternativas futuras estão sendo pesquisadas?

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Para as bordas de ataque das superfícies de vôo da aeronave, existem alguns métodos mais comuns de deice e anti-gelo disponíveis. Quais são os sistemas mais comuns? Quais são as alternativas? Existe alguma pesquisa em alternativas onde a nova tecnologia pode fornecer soluções melhores ou mais econômicas?

    
por ryan1618 09.10.2015 / 17:41

3 respostas

Em geral, os métodos de degelo (remoção de gelo após a formação do gelo) e anti-congelamento (prevenção da formação de gelo) são:

Imagem da tecnologia GKN: liderando o caminho para aeronaves mais eficientes

  • Mecânica , que simplesmente empurra o gelo das bordas de ataque. Um exemplo são as botas de degelo pneumático, que é o método mais antigo usado onde uma bota de borracha inflável é usada para remover o gelo acumulado das bordas de ataque.

Fonte: quora.com

" Deicer (PSF) "por Pearson Scott Foresman - Arquivos de Pearson Scott Foresman, doados à Wikimedia Foundation → Este arquivo foi extraído de outro arquivo: PSF D-240001.png .. Licenciado sob domínio público através de Commons .

  • Aquecimento Em aeronaves de grande porte, as bordas dianteiras da asa (e da cauda) são aquecidas pelo ar de sangria do motor (aquecedores eletro-térmicos no caso do Boeing 787) para anti-gelo e degelo.

Imagem de Sistemas Anti-Gelo de Aeronaves por Leslie Mehl e Annie Parsons

  • Os sistemas de degelo químicos usam produtos químicos secos ou líquidos projetados para reduzir o ponto de congelamento da água (vários sais ou salmouras, álcoois, glicóis); ou por uma combinação dessas diferentes técnicas.

  • Sistemas de descongelamento de fluidos que usam fluido de descongelamento de um tanque de armazenamento e alimentado através de microfiltros para um número de painéis de distribuição de metal poroso. À medida que o fluido escapa, quebra a adesão entre o gelo e a asa e o fluxo de ar leva embora, criando a chamada "asa chorosa"

Existem vários outros métodos de descarte e anti-congelamento que também estão disponíveis / em desenvolvimento, como:

  • O método de eletro-impulso usou capacitores de alta voltagem, que são rapidamente descarregado através das bobinas instaladas apenas dentro da pele do bordo de ataque da aeronave, resultando em uma força repulsiva eletromagnética (na pele da aeronave), lançando gelo em todas as direções. No entanto, a interferência eletromagnética e a fadiga estrutural associadas a esse método limitam sua aplicação.

  • Sistema de Separação Electro-Expulsiva Uma corrente eléctrica corre através de camadas paralelas de fita plana de cobre. Quando um grande pulso de corrente é passado, um campo magnético repelente é criado, fazendo com que o condutor superior pule menos de vinte milésimos de polegada. A alta aceleração resultante faz com que o gelo se parta em minúsculas partículas que caem da superfície do avião.

O Sistema de Separação Eletro-Expulsivo quebra e ejeta gelo de um modelo de asa em um teste de túnel de vento de ipp.nasa.gov

  • Sistema eletrostático de degelo por expulsão , cujo princípio de operação é dado pelo desenvolvedor como

A microsecond duration high current electrical pulse delivered to the actuators in timed sequences generates opposing electro-magnetic fields that cause the actuators to change shape rapidly. This change of the actuator shape is transmitted to the erosion shield of the LEA causing it to flex and vibrate at a very high frequency. This rapid motion results in acceleration-based debonding of accumulated ice on the erosion shield.

Imagem de Uma Visão Geral das Tecnologias de Deicing e Antiicing com Perspectivas para o Futuro por Zdobyslaw Goraj

  • Ultrassom Algumas pesquisas também estão sendo feitas para vibrar as asas usando ultra-som para remover o gelo formado.

  • Ligas de memória de forma também foram propostas para serem usadas para degelo e anti-gelo, com suas propriedades de mudança de forma sendo usadas para remoção de gelo quando necessário.

Imagem de Uma Visão Geral das Tecnologias de Deicing e Antiicing com Perspectivas para o Futuro por Zdobyslaw Goraj

Também tem havido alguma pesquisa sobre o uso de nanotubos de carbono para este fim.

    
09.10.2015 / 19:48

Isso depende do avião, mas de um modo geral,

Botas de De-Ice que funcionam permitindo que o gelo se acumule e, em seguida, elas são infladas, quebrando assim o gelo da borda de ataque.

(fonte)

Borda dianteira aquecida Relativamente autoexplicativa, mas simplesmente aquece a borda de ataque eletricamente ou por meio de ar quente de sangria do motor.

( source )

Asa de Choro (Química) é uma técnica usada em alguns pequenos planos onde o fluido de gelo é bombeado através de pequenos orifícios no bordo de ataque da asa para evitar que o gelo se acumule. Isso apresenta dois problemas separados dos quais os outros sistemas não sofrem. Além do pedágio de peso que você leva para o sistema, seu próprio fluido de descongelamento é pesado e transmite outro pedágio de carga útil. Você também corre o risco de usar todo o seu fluido durante o vôo.

( fonte )

A FAA tem um resumo sobre o assunto que você pode encontrar aqui descreve todos os vários tipos de sistemas e os riscos que vêm da formação de gelo. Sua lista oficial de prevenção de congelamento é

  1. Heating surfaces with hot air
  2. Heating by electrical elements
  3. Breaking up ice formations, usually by inflatable boots
  4. Chemical application
    
09.10.2015 / 19:16

Existem quatro formas comuns e nem todas estão disponíveis para todas as aeronaves:

  1. Aquecimento da borda principal de todas as superfícies. Isso é feito por sangria de ar ou eletricamente, e ambos reduzirão o empuxo do motor. Devido à alta demanda de energia, o aquecimento elétrico é usado principalmente em entradas de ar ou raízes de hélice.
  2. Botas de borracha infláveis. Eles são mais econômicos, mas devem ser operados corretamente. Se for ativado muito cedo, o gelo fino não se romperá, se for ativado muito tarde, o gelo espesso impedirá que eles inflem.
  3. Fluido de descongelamento : Isto requer orifícios finos no topo borda através da qual um fluido de degelo é espremido para quebrar a ligação entre gelo e estrutura. Algumas Beech Starships usavam bordas de titânio com furos cortados a laser. Sistemas anteriores, como o do BAe-125 , usavam chapas de metal sinterizadas com minúsculos poros.
  4. Voe mais rápido: jatos militares não precisam de anti-gelo, eles usam o calor de estagnação gerado por um vôo mais alto Número Mach. Geralmente, voar Mach 0,9 ou acima é suficiente para evitar problemas em condições de gelo leve.

Em relação ao futuro, significa: É difícil fazer previsões, especialmente sobre o futuro .

    
09.10.2015 / 19:39