AT508327A1 - Heizvorrichtung zum enteisen von luftfahrzeugteilen - Google Patents
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Description
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Enteisungspad zur Befestigung an Luftfahrzeugen, insbesondere an Tragflächen, Propellern oder Hubschrauberrotoren, mit einer Befestigungsfläche zum flächigen Anlegen des Enteisungspads am Luftfahrzeug, einer Heizschicht und wenigstens zwei mit der Heizschicht elektrisch kontaktierte Elektroden.
Derartige Enteisungspads dienen zur Verhinderung der Vereisung jener Teile von Luftfahrzeugen, an welchen sie befestigt sind. Je nach Witterungsverhältnissen können die Enteisungspads eine Eisbildung vollständig vermeiden oder zumindest in einem akzeptablen Rahmen halten. Auch kann eine bereits vorhandene Eisschicht nach Aktivierung des Eispads weggeheizt werden. Da eine Vereisung vor allem bei jenen Luftfahrzeugteilen besonders problematisch ist, welche für die Erzeugung des Auftriebs oder der Antriebskraft verantwortlich sind (Tragflächen, Propeller, Hubschrauberrotoren od. dgl.) stellen diese Teile selbstverständlich das Haupteinsatzgebiet für die Anwendung der Enteisungspads dar.
Gattungsgemäße Enteisungspads gemäß dem Stand der Technik erzeugen die benötigte Wärme in der Heizschicht meist durch ein Drahtgeflecht, welches sich durch den im Betrieb hindurchgeführten elektrischen Strom erhitzt. Solche Enteisungspads sind relativ dick, was das Problem mit sich bringt, dass es speziell bei der Anwendung an den Auftrieb erzeugenden Luftfahrzeugteilen zu einer ungünstigen Beeinflussung der aerodynamischen Eigenschaften dieser Luftfahrzeugteile kommen kann.
Daneben ist es bereits bekannt geworden, Luftfahrzeugteile unmittelbar mit einer Heizschicht zu versehen (vergleiche GB 1 386 792, GB 662 540 und GB 488 820). Die Heizschicht wird dort in Form eines elektrisch leitfähigen Lacks direkt auf dem vom Eis freizuhaltenden Luftfahrzeugteil aufgebracht. Dies ist mit dem Nachteil verbunden, dass die Ausstattung von Luftfahrzeugen mit derartigen Heizschichten bzw. die Wartung oder Reparatur der Heizschichten eine relativ lange Stillstandszeit für das Luftfahrzeug mit sich bringt, was heutzutage vor allem aus ökonomischen Gründen nicht akzeptabel ist.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, gattungsgemäße Enteisungspads derart weiterzuentwickeln, dass sie ohne Beeinträchtigung der aerodynamischen Eigenschaften des Luftfahrzeugteiles, an welchen sie befestigt sind, zum Einsatz kommen können.
Diese Aufgabe wird durch ein Enteisungspad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. 64650 36/hn m · · ♦ · · • ··· · • · ·····#♦ ··· ·· ·· ·· ···· ♦·· ·· 2
Als elektrisch leitfähiger Lack kann beispielsweise der bereits im oben angeführten Stand der Technik beschriebene Lack in Frage kommen. Für die Erfindung geeignete elektrisch leitfähige Lacke werden auch als Widerstandslacke bezeichnet. Ein geeigneter Lack geht beispielsweise auch aus der CH 468 702 hervor.
Die Erfindung gestattet es, dünne Enteisungspads bereitzustellen, welche die aerodynamischen Eigenschaften des mit ihm bzw. ihnen versehenen Luftfahrzeugteils kaum beeinflussen. Die aufgrund der Erfindung ohnehin bereits sehr geringen Beeinträchtigungen der aerodynamischen Eigenschaften können noch verringert bzw. sogar auf Null reduziert werden, indem das Luftfahrzeugteil, an welchem das Enteisungspad befestigt werden soll, entsprechend präpariert wird. Beispielsweise kann das Luftfahrzeugteil entsprechend der Dicke des ohnehin sehr dünnen Enteisungspads eingeschliffen werden, sodass das Enteisungspad bündig mit der das Enteisungspad umgebenden Oberfläche des Luftfahrzeugteils (meist Kunststoff, Metall oder eine Lackschicht) abschließt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
In einer Variante der Erfindung kann der elektrisch leitfähige Lack direkt auf das Luftfahrzeugteil aufgebracht werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Enteisungspads,
Fig. 2a, 2b zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines Enteisungspads in einem Querschnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 1 (übertrieben dick dargestellt),
Fig. 3 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Enteisungspads an einem
Luftfahrzeugteil in Form eines Propellers und
Fig. 4 den Einsatz zweier erfindungsgemäßer Enteisungspads an einem
Luftfahrzeugteil in Form eines Hubschrauberrotors.
Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Enteisungspad 1, bei welchem die Heizschicht 2 vollständig aus einer Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack besteht. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, in der Heizschicht zusätzliche Wärme erzeugende Elemente • ·· ·· ·· · · · · *····· · ··· · · ······ » ··· ······· ··· ·· *t ·· ···· ··· ·· 3 anzubringen, wobei allerdings darauf zu achten ist, dass sich die Dicke des Enteisungspads nicht allzu sehr erhöht.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Heizschicht 2 auf einer Trägerschicht 4 (hier aus einem textilen Gewebe bestehend) angeordnet.
Selbstverständlich sind auch andere Materialien für die Trägerschicht 4 vorstellbar, wie beispielsweise Kunststoff oder auch ein geeignet isolierend beschichtetes metallisches Material.
Wie gezeigt, kann die Trägerschicht 4 vorzugsweise allseitig unter der Heizschicht 2 hervorstehen, wodurch ein vorzugsweise umlaufender Rand gebildet wird, der die Heizschicht 2 gegenüber dem in Fig. 1 nicht dargestellten Luftfahrzeugteil isoliert.
Entlang der Längsseite des Enteisungspads 1 verlaufen zwei streifenförmig ausgebildete Elektroden 3, welche beispielsweise als Kupferband, Silberlack, Draht-Mesh oder aus einem sonstigen geeigneten Material ausgebildet sein können. Die Heizschicht 2 kontaktiert die Elektroden 3, sodass es bei Anlegung einer elektrischen Spannung (welche im Gebrauchsfali aus dem Bordnetz des Luftfahrzeugs kommt) an den beiden Elektroden 3 zu einem Stromfluss von der einen Elektrode 3 über die Lackschicht zur anderen Elektrode 3 kommt. Dabei erhitzt sich die Heizschicht 2 in an sich bekannter Weise, wodurch die Funktion des Enteisungspads 1 gegeben ist.
Es kann zusätzlich unter der Heizschicht 2 eine die Heizschicht 2 in Gebrauchslage gegen das Luftfahrzeugteil thermisch und/oder elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird diese Isolierschicht allerdings bereits durch die Trägerschicht 4 gebildet.
In Fig. 1 nicht dargestellt ist eine das Enteisungspad 1 nach oben hin (d.h. vom Luftfahrzeugteii in Gebrauchslage wegzeigend) abdeckende Schutzschicht 5 (siehe Fig. 2), weiche vor allem dem Schutz der Heizschicht 2 vor mechanischer Erosion dient. Vorzugsweise deckt die Schutzschicht 5 die gesamte Oberfläche des Enteisungspads 1 ab. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Schutzschicht 5 sich nur über die Heizschicht 2 erstreckt. Selbstverständlich ist die Schutzschicht 5 nicht unbedingt erforderlich, wenn entweder eine begrenzte Lebensdauer des Enteisungspads 1 in Kauf genommen wird oder ein entsprechend mechanisch widerstandsfähiger Lack zum Einsatz kommt.
Die Heizschicht 2 kann auf die Trägerschicht 4 aufgesprüht oder vorzugsweise im Siebdruckverfahren aufgedruckt sein. Denkbar ist auch eine händische Aufbringung der Heizschicht 2 auf die Trägerschicht 4.
In einer ersten Variante (Fig. 2b) weist die Lackschicht (und damit beim gezeigten Ausführungsbeispiel die Heizschicht 2) über zumindest im Wesentlichen die gesamte Erstreckung der Heizschicht 2 im Wesentlichen dieselbe Dicke auf.
In einer zweiten Variante der Erfindung (Fig. 2a) weist die Lackschicht eine variierende Dicke auf, wobei die Größe und Dicke der Lackschicht so gewählt sein sollte, dass die dickste Stelle in Gebrauchslage dort angeordnet ist, wo eine Vereisung des Luftfahrzeugteils die gravierendsten Folgen hätte. Da die meisten Enteisungspads 1 ungefähr über ihre halbe Erstreckung entlang der Längskante einer Tragfläche, eine Propellers oder eines Hubschrauberrotors angebracht werden (siehe Fig. 3 und 4), sollte die Dicke der Lackschicht ungefähr bei der halben Erstreckung der Heizschicht 2 am größten sein. Dies bewirkt, dass dort die größte Erwärmung der Heizschicht 2 auftritt.
Ganz allgemein kann gesagt werden, dass ein Grundgedanke einer Variante der Erfindung darin besteht, die Dicke bzw. den Dickenverlauf der Lackschicht in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung des Enteisungspads 1 auszuwählen.
Dies sei an einem kurzen Beispiel illustriert.
Entsprechend der Fläche der Heizschicht 2 und des Abstandes der Elektroden 3 voneinander kann in Bezug auf die elektrische Spannung, die angelegt werden soll, die Stromaufnahme (Heizleistung) über die aufgetragene Schichtstärke (und/oder über eine entsprechende Mischung des Heizlackes) eingestellt werden.
Geht man beispielsweise von einem Enteisungspad 1 für die Beheizung eines Propellers von 180 cm Durchmesser aus (was eine typische Propellergröße für ein viersitziges einmotoriges Flugzeug darstellt), dann sollte pro Propellerblatt ein Enteisungspad 1 mit einer Heizfläche von beispielsweise 30 cm x 7 cm vorgesehen sein, wobei das Enteisungspad 1 um die Vorderkante des Propellerblattes herum an der Wurzel des Propellerblattes angebracht werden sollte. An den weiter außen liegenden Bereichen des Propellerblattes kommt es • ··· ······ » ··« ··· · « · · · · · •· ·· ·· ···· ··· ·» 5 aufgrund der im Betrieb vorhandenen Zentrifugalkräfte ohnehin kaum zu einer nennenswerten Eisanlage.
Geht man von einer Bordspannung von 24 Volt aus, sowie von einer gewünschten Temperatur des Enteisungspads 1, bei einer Außentemperatur von 15°C, von 90°C, dann entspricht dies einer gewünschten Stromaufnahme von 60 Watt.
Wie Versuche des Anmelders gezeigt haben, genügt die Aufbringung einer ca. 3 pm starken Schicht eines Heizlackes auf Acrylbasis (in Wasser lösliche Acrylemulsion) mit ca. 60% Graphitanteil, um die gewünschte Heizleistung zustande zubringen. Eine derartige Schicht kann beispielsweise durch zweimaliges Aufträgen mit Hilfe eines Pinsels oder durch drei- bis viermaliges Aufträgen mit Hilfe einer Spritzpistole gebildet werden.
Die genaue erforderliche Dicke bzw. der erforderliche Dickenverlauf (wo es dicker sein soll, bringt man mehr Heizlack auf) hängt natürlich auch von der genauen Zusammensetzung des Lackes ab. Es stellt aber kein Problem dar, durch eine geringe Anzahl von Versuchen, ausgehend von dem zur Verfügung stehenden Lack, die gewünschte Schichtdicke des Lacks herauszufinden.
Die Fig. 3 zeigt die Anwendung eines so erzeugten Enteisungspads 1 an einem Luftfahrzeugteil in Form eines Propellers.
In Fig. 4 ist beispielhaft die Anbringung zweier Enteisungspads 1 an einem Rotorblatt eines Hubschrauberrotors dargestellt.
Weitere, nicht gezeigte Einsatzmöglichkeiten sind beispielsweise Luftein- bzw. Auslassvorrichtungen.
Innsbruck, am 28. Juli 2008
Claims (14)
1 Patentansprüche: 1. Enteisungspad zur Befestigung an Luftfahrzeugen, insbesondere an Tragflächen, Propellern oder Hubschrauberrotoren, mit einer Befestigungsfläche zum flächigen Anlegen des Enteisungspads am Luftfahrzeug, einer Heizschicht und wenigstens zwei mit der Heizschicht elektrisch kontaktierte Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) als Heizelement eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack aufweist.
2. Enteisungspad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) auf einer - vorzugsweise aus einem textilen Gewebe oder einer Folie - bestehenden Trägerschicht (4) angeordnet ist.
3. Enteisungspad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (4) vorzugsweise umlaufend unter der Heizschicht (2) vorsteht.
4. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Heizschicht (2) eine die Heizschicht (2) in Gebrauchslage gegen das Luftfahrzeug thermisch und/oder elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet ist.
5. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) durch eine Schutzschicht (5) abgedeckt ist.
6. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) auf die Trägerschicht (4) aufgesprüht oder - vorzugsweise im Siebdruckverfahren - aufgedruckt ist.
7. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht über zumindest im Wesentlichen die gesamte Erstreckung der Heizschicht (2) im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweist.
8. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Lackschicht ungefähr bei der halben Erstreckung der Heizschicht (2) am größten ist. 64650 36/fr ·> 2
9. Enteisungspad nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke bzw. der Dickenverlauf der Lackschicht in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung des Enteisungspads (1) ausgewählt ist.
10. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Leitfähigkeit und der elektrische Widerstand des Lackes so gemischt ist, dass bei einer vorgegebenen elektrischen Spannung die Stromaufnahme und Heizleistung bestimmt wird.
11. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack ein wasserlöslicher Acryllack ist.
12. Enteisungspad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch leitfähige Komponente des Lackes Partikel eines leitenden bzw. halbleitenden Stoffes aufweisenden Polymer oder durch Graphit oder Silberteilchen gebildet wird.
13. Luftfahrzeugteil, insbesondere Tragfläche, Propeller oder Hubschrauberrotor oder Luftein- bzw. Auslassvorrichtungen, gekennzeichnet durch ein Heizelement, das als Heizschicht (2) eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Lack aufweist, die durch wenigstens zwei Elektroden (3) elektrisch kontaktiert ist, vorzugsweise ausgebildet als ein Enteisungspad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Luftfahrzeugteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Enteisungspad (1) bündig mit der das Enteisungspad (1) umgebenden Oberfläche des Luftfahrzeugteils abschließt. Innsbruck, am 28. Juli 2008
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| US20100096507A1 (en) | 2010-04-22 |
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Effective date: 20160515 |