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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Strömungsfläche eines Fahrzeugs mit einer Enteisungsvorrichtung zum Entfernen oder Verhindern eines Eisansatzes an der Strömungsfläche, ein Fahrzeug sowie eine Verwendung einer Entladungsanordnung zum Entfernen oder Verhindern eines Eisansatzes an einer Strömungsfläche.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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An Flugzeugen kann es bei bestimmten Umgebungsbedingungen und in bestimmten Flugsituationen zur Bildung von Eis an Strömungsflächen kommen. Insbesondere ein Eisansatz an Tragflächen und Leitwerken kann Strömungszustände am Flugzeug verändern, was zu einer Erhöhung des Luftwiderstandes sowie des Gewichts des Flugzeugs und damit des Treibstoffverbrauchs führen kann. Zum Sicherstellen gewünschter Strömungszustände und zum Verhindern von anderen unerwünschten Effekten wird üblicherweise eine Enteisung durchgeführt.
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Es ist verbreitet, die Enteisung durch thermische oder chemische Verfahren durchzuführen. Bei der chemischen Enteisung werden etwa Flugzeugflügel am Boden vor dem Start mit einem Frostschutzmittel besprüht, das etwa ein GlykolWasser-Gemisch ist. Bei der thermischen Enteisung werden kritische Regionen beheizt, die vor allem Flügelvorderkanten umfassen. Dies kann durch Zapfluft aus Triebwerken durchgeführt werden, die entsprechenden Bereichen der Tragflächen zugeführt wird. Alternativ dazu werden auch Heizdrähte oder Heizmatten eingesetzt, die in die entsprechenden Oberflächen eingebracht sind.
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Es sind weiterhin mechanische Enteisungsvorrichtungen bekannt, die durch selektive Verformungen von zu enteisenden Flächen oder durch Erzeugen von Oberflächenschwingungen eine dauerhafte Anlagerung von Eiskristallen verhindert.
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WO 2010/103104A1 offenbart eine Enteisungsvorrichtung, bei der eisfrei zu haltende Strukturen mittels elektromagnetischer Strahlung erwärmt werden, um so die Eisfilmbildung zu verhindern.
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US 2016 / 0 003 147 A1 beschreibt laut der bei Espacenet verfügbaren Zusammenfassung ein System zur Verhinderung von Vereisung auf einer Flugzeugoberfläche, das einen Plasmaaktuator umfasst, der auf eine betrieblich Luft ausgesetzte Flugzeugoberfläche aufgebracht wird und zur Erzeugung mindestens einer Plasmaentladung ausgelegt ist zum Induzieren eines Stroms ionisierter Heißluft Partikel zur Oberfläche.
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WO 2014/081355 A1 beschreibt laut der bei Espacenet verfügbaren Zusammenfassung einen Tragflächenartikel mit einer Verbundhaut, die eine Vorderkante bildet, wobei die Verbundhaut während des Gebrauchs einem Luftstrom ausgesetzt ist, der an Staupunkten auf die Vorderkante trifft, wobei der Luftstrom in einen ersten und zweiten Luftstrom aufgeteilt wird und an welchen Staupunkten der Luftstrom verwirbelt wird. Die Vorderkante umfasst ein bündiges längliches Element, wobei das längliche Element eine Verlängerung aufweist, die parallel zu einer imaginären Linie verläuft, die Stagnationspunkte schneidend. Das längliche Element dient hauptsächlich dem Erosionsschutz.
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DE 10 2015 014256 A1 beschreibt laut Zusammenfassung ein mikroelektronisches Modul zur Reinigung einer Oberfläche. Das mikroelektronische Modul weist wenigstens einen Spannungswandler zur Umwandlung einer bereitgestellten ersten Spannung in eine höhere, niedrigere oder identische zweite Spannung auf. Weiter weist das Modul wenigstens einen Aktuator auf. Der Aktuator weist wenigstens einen Generator zur Erzeugung eines Ionenstroms, eines elektrischen Plasmas, von Oberflächenwellen und/oder eines elektrostatischen Feldes aus der von dem Spannungswandler bereitgestellten zweiten Spannung auf. Wenigstens der Spannungswandler und der Aktuator sind auf einem dünnschichtigen flächigen Substrat angeordnet. Mittels des Aktuators erfolgt die wenigstens überwiegende Entfernung wenigstens eines an der Oberfläche haftenden Objekts.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine Strömungsfläche mit verbesserter Anti-Icing Eigenschaft zur Verfügung zu stellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Strömungsfläche eines Fahrzeugs mit einer Enteisungsvorrichtung zum Entfernen oder Verhindern eines Eisansatzes an der Strömungsfläche mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird eine Strömungsfläche eines Fahrzeugs mit einer Enteisungsvorrichtung zum Entfernen oder Verhindern eines Eisansatzes an der Strömungsfläche vorgeschlagen, aufweisend ein flexibles, flächiges, dielektrisches Substrat mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, einer auf der ersten Oberfläche angeordneten ersten Elektrode, einer auf der zweiten Oberfläche angeordneten zweiten Elektrode, und eine mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verbindbare Wechselspannungsquelle, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode durch das Substrat elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die Wechselspannungsquelle dazu ausgebildet ist, eine Wechselspannung einer Höhe von 10kV oder weniger bereitzustellen, und wobei die erste Oberfläche des Substrats an, in oder auf der Strömungsfläche angeordnet ist, so dass die erste Elektrode von dem Substrat und der Strömungsfläche eingeschlossen ist und die zweite Oberfläche mit der zweiten Elektrode nach außen gerichtet ist.
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Auf der zu enteisenden bzw. vereisungsanfälligen Strömungsfläche wird folglich eine Entladungsanordnung platziert, die zur bedarfsweisen Bildung eines Plasmas genutzt werden kann, welches den Eisansatz verhindert. Hierzu wird die betroffene Stelle mit dem flächigen Substrat belegt, welches beidseitig mit einer oder mehreren Elektroden ausgestattet ist. Das Substrat kann dabei insbesondere in Form einer Folie oder einer folienartigen Komponente ausgeführt werden, die ausreichend flexibel ist, um Oberflächenwölbungen folgen und Oberflächenbewegungen folgen zu können. Weiter nachfolgend wird die Anordnung aus erster Elektrode, Substrat und zweiter Elektrode der Einfachheit halber stellenweise auch Entladungsanordnung genannt. Die erste Elektrode ist dabei die Elektrode, die auf einer strömungsabgewandten Seite angeordnet ist. Die zweite Elektrode ist indes in die Strömung gerichtet. Die erste Elektrode kann in die Strömungsfläche integriert sein, darauf liegen oder unter der Strömungsfläche angeordnet sein.
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Die Elektroden werden mit einer Wechselspannung mit einer Frequenz von beispielhaft 50 Hz bis 1000 kHz angesteuert. Je nach verwendeten Materialien und Umgebungsbedingungen ist nicht auszuschließen, dass sich eine Änderung der Frequenz auf die Effizienz auswirkt.
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Die Stärke des Substrats ist von der Materialwahl und der vorgesehenen Betriebsspannung abhängig, um auch dauerhaft eine Oberflächen-Barriereentladung bzw. eine coplanare Barriereentladung zu ermöglichen. Der Stärke des Dielektrikums kann eine entscheidende Bedeutung beigemessen werden. Die Stärke muss ausreichend groß sein, um eine dauerhafte Durchschlagsfestigkeit zu gewährleisten. Gleichzeitig sollte die Stärke jedoch so gering wie möglich sein, um eine maximale Leistungsausbeute zu erhalten. Es ist vorteilhaft, wenn die Entladungsanordnung ein sehr dünnes Dielektrikum mit einer Stärke von deutlich unterhalb 1 mm, beispielsweise 500 µm oder weniger, aufweist, auf dem von beiden Seiten Elektroden aufgebracht sind.
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An den Kanten der Elektroden kommt es durch Anlegen einer Wechselspannung mit ausreichender Amplitude zur gezielten Ausbildung einer Gasentladung. In Versuchen hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass derartige Entladungsanordnungen wirksam einen Eisansatz verhindern. Eine Versuchsanordnung wies Glas als dielektrisches Substrat auf und die Entladung erfolgte auf der der Luft zugewandten Seite mittels einer Wechselhochspannung von einigen Kilovolt Amplitude, Dadurch wurde eine Plasmaleistung von ca. 5 W bei einer Größe der Plasmafläche von ca. 15 cm2 erreicht. Gleichzeitig wurde die der Luft zugewandte Seite der Entladungsanordnung einer Luftströmung mit einer Geschwindigkeit von 27 m/s und einer Temperatur von -18 °C ausgesetzt und mit Eiskristallen beschossen. Bei in Betrieb befindlicher Entladungsanordnung erfolgte keine Vereisung an den Elektroden. Bei abgesetzter Wechselspannung trat indes eine signifikante Vereisung innerhalb weniger Minuten ein.
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Es hat sich weiter überraschend gezeigt, dass durch die Erzeugung des Plasmas in erster Linie eine oberflächennahe Erwärmung erfolgt. Dies bezieht sich insbesondere auf eine Erwärmung der oberflächennahen Luftschicht sowie dem darin enthaltenen Wasser. Zusätzlich tritt als Nebeneffekt eine Erwärmung des Dielektrikums bzw. der Entladungsanordnung auf. Die Erwärmung des Dielektrikums kann durch den Wechselspannungsbetrieb und den Verschiebungsstrom in dem Dielektrikum der Entladungsanordnung erklärt werden. Ein besonderer Vorteil liegt j edoch in der durch die Erzeugung des Plasmas hervorgerufene Erwärmung der oberflächennahen Luftschicht. Im Gegensatz zu der Verwendung eines Heizdrahts oder einer Heizmatte erfolgt keine Erwärmung eines Volumens unterhalb der Strömungsfläche, was sich wiederum positiv auf die Effizienz der Enteisungsvorrichtung auswirkt.
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Das Besprühen von Strömungsflächen mit einem chemischen Enteisungsmittel ist beim Einsatz der vorgeschlagenen Entladungsanordnung weiterhin nicht notwendig. Insbesondere das Versickern überflüssigen Frostschutzmittels im Boden wird verhindert. Durch das auf Plasma basierende Enteisen werden überhaupt keine Chemikalien eingesetzt und die Erzeugung des Plasmas kann bei Bedarf ein- und ausgeschaltet werden. Durch Auswahl elektrischer Betriebsparameter kann des Weiteren die Plasmaleistung geregelt werden. Ein weiterer positiver Nebeneffekt hat sich darin gezeigt, dass durch das generierte Plasma zusätzlich ein Ionenwind erzeugt wird, der einen Einfluss auf eine wandnahe Strömung an der Strömungsfläche und damit die Eiskristallablagerung haben könnte und den Luftwiderstand des Flügels verringert. Insgesamt stellt die erfindungsgemäße Enteisungsvorrichtung eine energieeffiziente und hochwirksame Möglichkeit zur lokalen Enteisung von Strömungsflächen bereit.
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Gemäß der Erfindung sind die Elektroden mikrostrukturiert. Der Einsatz von mikrostrukturierten Elektroden kann die Zündspannung des Plasmas verringern, da sich durch geringere Krümmungsradien das elektrische Feld erhöht, was wiederum die Leistungsbilanz verbessert. Über die Strukturierung der Elektroden lässt sich zudem die lokale Erwärmung steuern. Stärker gefährdete Bereiche könnten durch gezielte Anordnung der einzelnen mikrostrukturierten
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Elektroden stärker beheizt werden als weniger gefährdete. Dies führt insgesamt zu einer Einsparung von Energie und einem wirtschaftlicheren Betrieb. Die Mikrostrukturierung beinhaltet feinste Strukturen im Mikrometerbereich, die insbesondere durch Prägen oder Laserbearbeitung hergestellt werden können.
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Eine Mikrostrukturierung könnte beispielsweise eine Verästelung oder Filamentierung umfassen. Des Weiteren ist denkbar, zumindest bereichsweise eine Dreiecksstruktur an Außenkanten der Elektroden vorzusehen.
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Die Elektroden können eine Schichtdicke von weniger als 1 µm aufweisen. Derartig dünne Elektroden lassen sich insbesondere mit Hilfe eines Physikalischen Gasphasenabscheideverfahrens generieren. Dadurch entstehen praktisch keine Stoßkanten für die Umströmung der Strömungsfläche. Weiterhin lassen sich bedenkenlos großflächige, komplexe und segmentierte Strukturen realisieren, die sich nicht auf das Gewicht des Flugzeugs auswirken. Durch größere und insbesondere segmentierte Strukturen lässt sich die Verteilung des Plasmas steuern und optimieren, was zu einer Reduktion der erforderlichen Betriebsspannung führt. Segmentiert ist in dem Sinne derart zu verstehen, dass einzelne Segmente selektiv, abwechselnd, gleichzeitig oder alternierend in Betrieb genommen werden können, sowohl mit derselben Betriebsspannung als auch mit unterschiedlichen Betriebsspannungen.
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Weiter bevorzugt weisen die Elektroden Nickel auf. Nickelelektroden zeigen die geringste Erosionsrate im Vergleich zu anderen Materialien, so dass ein annähernd dauerhafter Betrieb der Enteisungsvorrichtung möglich ist.
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Eine lokale Erhöhung eines elektrischen Feldes kann durch entsprechende Auswahl einer Geometrie der Elektroden erreicht werden. Die Geometrie kann eine zur Generierung des Plasmas erforderliche Zündspannung senken. Durch die Geometrie kann weiterhin der Abstand der Elektroden zueinander abgestimmt werden, um die Plasmaausbildung und die Enteisungswirkung positiv zu beeinflussen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat als Keramik ausgeführt. Insbesondere kann eine Dünnschicht-Keramik mit einer hohen Dielektrizitätskonstante bzw. Permittivität ausgewählt werden. Beispielhaft wird Zirkoniumoxid als ein geeignetes keramisches Material genannt, das eine Permittivität von etwa ε=28,5 aufweist. Es könnten Keramiken ausgewählt werden, deren Permittivität bei mindestens ε=8 oder darunter liegt. Bei Dicken von <200 µm ist ein Zirkoniumoxid-Substrat reversibel verformbar, was die Applizierbarkeit auf gekrümmte Oberflächen ermöglicht. Zirkoniumoxid weist weiterhin eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit auf, die beispielsweise um den Faktor 16 höher ist als die beispielsweise von Kaptonfolien. Bei einer Einbettung des Substrats in eine GFK-Komponente, die eine thermische Leitfähigkeit von beispielhaft 0,038 W/mK aufweist, wird zudem sichergestellt, dass die durch die Entladungsanordnung erzeugte Wärme nicht in das Volumen unterhalb der Strömungsfläche geleitet wird, sondern weitgehend an der Oberfläche bleibt.
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Insbesondere durch die Verwendung von Keramik als Substrats kann in Verbindung mit der mikrostrukturierten Ausführung der Elektroden eine relativ geringe Betriebsspannung realisiert werden. Diese kann unterhalb und teilweise deutlich unterhalb von 5 kV liegen. In Versuchen hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass bei dieser Kombination sogar Betriebsspannungen von unter 2 kV möglich sind, beispielsweise ungefähr 1,6 kV.
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In einer Ausführungsform kann das Substrat eine Dünnschicht-Beschichtung mit Siliziumnitrid aufweisen. Siliziumnitrid weist eine thermische Leitfähigkeit von 43 W/mK auf und kann zur Verbesserung der Heizwirkung bzw. zu der Konzentration der Wärmeentwicklung an der Oberfläche führen. Die Beschichtung könnte etwa durch eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD, „Chemical Vapor Deposition“) erreicht werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Strömungsfläche eine Haut aufweist, die einen Lagenaufbau aus einem faserverstärkten Kunststoff besitzt, wobei das Substrat in eine äußere Lage integriert ist. Dadurch lässt sich die Entladungsanordnung stoßkantenfrei in die Strömungsfläche integrieren, was insbesondere zu einem verbesserten Strömungsverhalten führt. Der Lagenaufbau kann heterogen sein und beispielsweise an einer innenliegenden Fläche der Entladungsanordnung eine Lage mit einer geringen thermischen Wärmeleitfähigkeit besitzen. Die Haut ist dabei als ein flächiges Bauteil zu verstehen, welches der Strömung ausgesetzt ist und beispielsweise eine mechanische Struktur verkleidet.
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In diesem Zusammenhang hat es sich herausgestellt, dass eine Isolierung der ersten Elektrode in einer Silikonmasse oder in Leichtbaumaterialien, wie etwa GFK bzw. Epoxidharz, die Plasmaausbildung an der ersten Elektrode senken und somit die Effizienz der Enteisungsvorrichtung verbessern kann.
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Die Enteisungsvorrichtung kann ferner eine Steuereinheit aufweisen, die mit den Elektroden koppelbar ist. Sie könnte dazu ausgebildet sein, Wasser und/oder Eis durch Messen elektrischer Parameter, beispielsweise der Kapazität zwischen den Elektroden oder zwischen einer Elektrode und einem Referenzpotential zu messen. Eine höhere Kapazität lässt auf eine höhere Masse an Eis und/oder Wasser schließen. Weiterhin könnte dadurch ermittelt werden, wieviel Wirkleistung bei der Erzeugung des Plasmas umgesetzt wird. Diese ist mit höherer Masse an Eis und/oder Wasser ebenso höher. Hierzu könnte etwa eine Messung von Strom und Spannung sowie der Phasenverschiebung zwischen den Elektroden erfolgen. Es gibt alternativ dazu eine Vielzahl an kommerziell erhältlichen Eis-Sensoren. Die durch die Elektroden generierte Plasmaleistung könnte dann in Abhängigkeit der ermittelten Masse geregelt werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, das mindestens eine vorangehend erläuterte Strömungsfläche aufweist, die mit einer Enteisungsvorrichtung ausgestattet ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Entladungsanordnung zum Entfernen oder Verhindern eines Eisansatzes an einer Strömungsfläche eines Flugzeugs, die Entladungsanordnung aufweisend ein flexibles, flächiges, dielektrisches Substrat aus einem keramischen Material mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, eine auf der ersten Oberfläche angeordnete und zu der Strömungsfläche gerichteten ersten Elektrode und eine von der ersten Elektrode isolierte und auf der zweiten Oberfläche angeordnete zweiten Elektrode, wobei die erste Oberfläche und die erste Elektrode auf der Strömungsfläche angeordnet sind und die Elektroden mit einer Wechselspannung einer Höhe von 10kV oder weniger beaufschlagt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt ein Flugzeug mit einer exemplarischen vereisungsanfälligen Strömungsfläche.
- 2a bis 2c zeigen eine Enteisungsvorrichtung in einer schematischen Ansicht sowie die Integration in eine Strömungsfläche (2b) sowie auf eine Strömungsfläche (2c).
- 3 zeigt eine Detailansicht der Elektroden einer Enteisungsvorrichtung.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein Flugzeug 2, das mit Flügeln 4, einem Höhenleitwerk 6, einem Seitenleitwerk 8 und Triebwerken 10 ausgestattet ist. Unter bestimmten Umgebungsbedingungen und in bestimmten Flugsituationen sind Strömungsflächen 12 vereisungsanfällig. In der Luft enthaltene Feuchtigkeit kann sich ohne weitere Schutzmaßnahmen an den betreffenden Strömungsflächen 12 in Form von Eis niederschlagen, was die aerodynamischen Eigenschaften der betreffenden Strömungsflächen 12 beeinflussen kann. Zudem wird das Gewicht des Flugzeugs hierdurch etwas erhöht und insgesamt würde die Wirtschaftlichkeit des Flugzeugs 2 beeinträchtigt werden. Um dies zu verhindern, sind beispielhaft Strömungsflächen 12 mit einer Enteisungsvorrichtung 14 ausgestattet, die in 2a näher erläutert wird.
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Die Enteisungsvorrichtung 14 weist ein Substrat 16 auf, das in Form eines flächigen, flexiblen, dielektrischen Materials realisiert ist. Beispielhaft ist das Substrat 16 ein keramisches Material mit einer Stärke von deutlich weniger als 500 µm. Beispielhaft weist das Substrat 16 Zirkoniumoxid auf. Gegebenenfalls könnte das Substrat 16 mit Siliziumnitrid beschichtet sein.
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Das Substrat 16 weist eine erste Oberfläche 18 sowie eine gegenüberliegend angeordnete zweite Oberfläche 20 auf. An der ersten Oberfläche 18 ist eine erste Elektrode 22 angeordnet, während an der zweiten Oberfläche 20 eine zweite Elektrode 24 angeordnet ist. Beide Elektroden 22 und 24 sind mittels eines physikalischen Gasabscheideverfahrens als sehr dünne metallische Strukturen realisiert, die eine Stärke von wenigen Mikrometern aufweisen. Weiterhin ist eine Wechselspannungsquelle 26 vorgesehen, die mit beiden Elektroden 22 und 24 verbindbar ist. Die Wechselspannungsquelle 26 kann eine Wechselspannung von bis zu 5 kV mit einer Frequenz von 50 Hz bis 1000 kHz bereitstellen. Durch ein bedarfsweises Anlegen der Wechselspannung an die Elektroden 22 und 24 kann selektiv ein Plasma 25 erzeugt werden. Von der Gestaltung und Platzierung der Elektroden 22 und 24 sowie dem Material des Substrats 16 hängt die erforderliche Betriebsspannung zur Erzeugung des Plasmas ab.
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Beispielhaft ist das Substrat 16 direkt in die Strömungsfläche 12 integriert, so dass die erste Elektrode 22 in der Strömungsfläche 2 liegt, die etwa durch eine Haut aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Dies wird in 2b schematisch gezeigt. Dort sind mehrere Lagen 27 gezeigt, die zusammen eine Haut 29 bilden. Das Substrat 16 und die Elektroden 22 und 24 sind in eine oberste Lage 27 integriert.
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Bei diesem Aufbau entsteht das Plasma 25 im Wesentlichen nur an der zweiten, nach außen gerichteten Oberfläche 20, was zu einer oberflächennahen Erwärmung der an der Strömungsfläche 12 entlangströmenden Luft sowie Wasser und einer zusätzlichen oberflächlichen Erwärmung der Strömungsfläche 12 führt und damit einen Eisansatz verhindern kann. Bei entsprechender Materialwahl einer direkt unterhalb der Enteisungsvorrichtung 14 angeordneten Schicht kann ein Wärmeeintrag in das Volumen der Strömungsfläche 12 deutlich beschränkt werden. Durch das Plasma 25 entsteht zusätzlich ein Ionenwind, der sich in gewissen Grenzen positiv auf die Umströmung der Strömungsfläche 12 auswirken kann.
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Alternativ dazu kann das Substrat 16 mit den daran angeordneten Elektroden 22 und 24 auch direkt auf die Strömungsfläche 12 geklebt sein, wie in 2c dargestellt. Es ist verständlich, dass die Dickenverhältnisse der einzelnen Schichten aus Gründen der Übersichtlichkeit stark übertrieben sind.
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Zusätzlich ist eine optionale Steuereinheit 23 gezeigt, die mit den Elektroden 22 und 24 koppelbar ist. Sie steht ferner auch mit der Wechselspannungsquelle 26 in einer Signalverbindung, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet. Die Steuereinheit 23 ist dazu ausgebildet, eine auf der Strömungsfläche 12 befindliche Masse an Wasser und/oder Eis durch Messen elektrischer Parameter zu ermitteln und die durch die Elektroden 22, 24 generierte Plasmaleistung in Abhängigkeit der ermittelten Masse durch Ansteuerung der Wechselspannungsquelle 26 bzw. der an die Elektroden 22, 24 gelieferten elektrischen Leistung zu regeln.
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3 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer zweiten Elektrode 24, die sich an der oberen, d.h. der zweiten Oberfläche 20 befindet. Diese ist als ein Strang 28 mit mehreren daran angeordneten Ästen 30 ausgeführt, die wiederum teilweise eine Dreiecksstruktur 32 aufweisen. Durch eine solche Mikrostrukturierung, bei der Kantenlängen von deutlich unterhalb 1 Millimeter vorliegen, kann die Plasmaentstehung positiv beeinflusst werden und gleichzeitig kann eine notwendige Zünd- bzw. Betriebsspannung verringert werden.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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BEZUGSZEICHEN
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- 2
- Flugzeug
- 4
- Flügel
- 6
- Höhenleitwerk
- 8
- Seitenleitwerk
- 10
- Triebwerk
- 12
- Strömungsfläche
- 14
- Enteisungsvorrichtung
- 16
- Substrat
- 18
- erste Oberfläche
- 20
- zweite Oberfläche
- 22
- erste Elektrode
- 23
- Steuereinheit
- 24
- zweite Elektrode
- 25
- Plasma
- 26
- Wechselspannungsquelle
- 27
- Lage
- 28
- Strang
- 29
- Haut
- 30
- Ast
- 32
- Dreiecksstruktur
