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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub in zumindest einem Teil der Startphase des Luftfahrzeugs, ein Erzeugnis zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub, ein Luftfahrzeug umfassend dieses Erzeugnis, sowie die Verwendung des Erzeugnisses zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub.
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HINTERGRUND
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Während der Startphase eines Flugzeugs kommt es besonders in Bereichen mit Vorderkanten, z.B. den Tragflächen, den Höhenleitwerken, den Seitenleitwerken, zu Insektenverschmutzung. Um den Luftwiderstand an Flugzeugen zu reduzieren, versuchen Flugzeughersteller in diesen Bereichen eine laminare Strömung zu erreichen. Laminare Strömungen können durch das Design der Bauteile erreicht werden, aber die laminaren Strömungen können nur aufrecht gehalten werden, wenn die Oberflächen der Bauteile frei von Insekten und anderen Verunreinigungen wie Eis oder Dreck bleiben.
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In der Praxis wird das laminare Strömungsprofil jedoch häufig durch Verunreinigungen gestört. Die Verunreinigungen setzen sich auf der Oberfläche ab und führen so zu einer rauen Oberfläche. Durch die Rauigkeit treten Turbulenzen auf, die die laminare Strömung stören. Um einen laminaren Luftstrom unter Einsatzbedingungen zu gewährleisten, müssen die entstandenen Verunreinigungen entfernt oder zumindest deutlich reduziert werden. Bei Flugzeugen handelt es sich bei entsprechenden Verunreinigungen hauptsächlich um Insekten. Ferner wird das laminare Strömungsprofil auch aufgrund von Erosion durch Schwebstaub gestört.
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Verunreinigungen mit Insekten treten am Boden und insbesondere während des Start- und Landevorganges auf, da Insekten mit dem Flugzeug kollidieren und auf diesem kleben bleiben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Großteil der Insekten in verhältnismäßig geringen Höhen zu finden ist. Demgegenüber ist im Bereich der üblichen Reisehöhe von Linienflugzeugen mit Insekten so gut wie gar nicht zu rechnen. Die Insektenaktivität ist zudem abhängig von der Temperatur. Die höchste Aktivität tritt in einem Temperaturbereich von 21°C bis 27°C auf. Außerdem kommt es bei heißen und trockenen Luftbedingungen möglicherweise zu schwebenden Partikeln in der Luft, da lose an der Oberfläche liegende Partikel von Winden in die Luft gehoben werden können. Größere Partikel, die unter Umständen der Oberfläche des Flugzeugs aufgrund der hohen Fluggeschwindigkeiten von über 200 km/h Schaden zufügen können, sind wegen ihrer Größe ebenfalls überwiegend in verhältnismäßig geringen Höhen bis ca. 100 m über dem Boden vorzufinden.
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Die Verunreinigungen und Erosionen an der Oberfläche von Flugzeugen finden damit vor allem während der Startphase des Flugzeugs in verhältnismäßig geringen Höhen statt, sodass es besonders während dieser Phase eines Schutzes davor bedarf. Bisher gibt es keine Lösung, die die Insektenverschmutzung während der Startphase verhindert. Manche Ansätze verfolgen die Installation einer Krüger-Klappe sein.
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Die
DE 10 2009 003 201 B4 beschreibt ein Verfahren zum Schutz eines Teiles einer Oberfläche eines Flugzeuges vor Verunreinigungen mit Insektenresten und/oder Vereisungen mit einer Beschichtung, die die Haftung zu dem zu schützenden Teil der Oberfläche bis zur Ablösung verringern kann aufgrund von (i) Temperaturveränderung und/oder (ii) UV-Strahlung und/oder (iii) Zugabe einer zersetzenden Komponente und/oder (iv) Luftfeuchtigkeitsdifferenz.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und umweltfreundlichen Schutz der Oberfläche eines Luftfahrzeugs während der Startphase bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Erzeugnis mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub in zumindest einem Teil der Startphase des Luftfahrzeugs, die Schritte: Applizieren einer wässrigen Lösung auf dem zumindest einen Bereich einer Oberfläche des Luftfahrzeugs; Beschleunigen des Luftfahrzeugs nach der Applikation der wässrigen Lösung; und mechanisches Ablösen der wässrigen Lösung mit eventuell daran anhaftenden oder darin umschlossenen Fremdkörpern, bevorzugt bei Erreichen einer Strömungsgeschwindigkeit in dem zumindest einen Bereich einer Oberfläche des Luftfahrzeugs von über 200 km/h, bevorzugt über 300 km/h.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Oberfläche des Luftfahrzeugs während der Startphase mit einer wässrigen Lösung vor Verunreinigungen und/oder Erosion durch Fremdkörper zu schützen und nach der Startphase eine glatte Oberfläche des Luftfahrzeugs für laminare Strömungen bereitzustellen. Dabei kann vorteilhafterweise auf die komplizierte und aufwändige Installation von zusätzlichen mechanischen Hilfsmitteln, wie etwa einer Krüger-Klappe verzichtet werden.
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Die Startphase des Luftfahrzeugs kann das Beschleunigen des Luftfahrzeugs auf der Startbahn, das Abheben von der Startbahn und das Aufsteigen des Luftfahrzeugs bis auf eine Flughöhe umfassen, in der das Luftfahrzeug seine Steigrate unter 121,92 m/min (400 Fuß/min) senkt. Die wässrige Lösung kann beispielsweise auf die Oberfläche des Luftfahrzeugs aufgesprüht, aufgestrichen, gegossen oder dergleichen werden. Durch einen geeigneten Schub, z.B. mittels seiner Turbinentriebwerke, kann das Luftfahrzeug relativ zu der Umgebung beschleunigen. Als Fremdkörper kommen insbesondere Insekten, Vogelausscheidungen, Schwebstaub, wie z.B. Sandpartikel und Rußpartikel, sowie sonstige feste Teilchen in Betracht. Der Begriff Schwebstaub ist hierbei nach dem üblichen Gebrauch im Umweltschutz auszulegen und bezeichnet alle von Luft umgebenen Partikel in einem gegebenen, ungestörten Luftvolumen.
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Treffen diese Fremdkörper auf die Oberfläche des Luftfahrzeugs, können sie komplett daran haften bleiben, Rückstände hinterlassen oder ungewollte Rauigkeiten, beispielsweise auch Schäden, an der Oberfläche des Luftfahrzeugs erzeugen. Die wässrige Lösung, die zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs umgeben kann, ist in der Lage, die auftreffenden Fremdkörper zu umschließen oder daran anzuhaften, sodass die Fremdkörper zusammen mit der wässrigen Lösung später mechanisch abgelöst werden können.
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Erfindungsgemäß löst sich die wässrige Lösung mit eventuell daran anhaftenden oder darin umschlossenen Fremdkörpern bei einer Strömungsgeschwindigkeit in dem zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs von über 200 km/h ab, bevorzugt über 300 km/h. Die Strömungsgeschwindigkeit kann dabei eine Funktion der Flughöhe sein. Die Strömungsgeschwindigkeit kann beispielsweise an der Oberseite der Tragflächen gemessen werden, da sie üblicherweise im Vergleich zur Unterseite der Tragflächen an der Oberseite höher ist, und wird vor allem durch die Fluggeschwindigkeit und die Windgeschwindigkeit beeinflusst.
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Bevorzugt ist die Strömungsgeschwindigkeit, bei der sich die wässrige Lösung mechanisch ablöst, höher als eine Strömungsgeschwindigkeit während der Startphase des Luftfahrzeugs in niederer Höhe, damit der zumindest eine Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs in niedrigeren Höhen, z.B. bis 609,6 m (2000 Fuß) über Grund, vor Verunreinigungen und/oder Erosion geschützt ist, da überwiegend in niedrigeren Höhen mit den Fremdkörpern zu rechnen ist. Somit wird die wässrige Lösung bevorzugt auf den zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs vor dem Start appliziert, wie dies Luftfahrtgesellschaften beispielsweise im Winter zum Schutz vor Eis und Schnee ausführen.
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Die wässrige Lösung ist im erfindungsgemäßen Verfahren nicht besonders beschränkt und kann vom Fachmann geeignet eingestellt werden.
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Beispielsweise sind Frostschutzmittel für den Gebrauch bei niedrigen Temperaturen zwischen -30 und +5 °C ausgelegt. Bei höheren Temperaturen über +5 °C weisen sie üblicherweise eine zu geringe Viskosität auf und lösen sich, bedingt durch die Luftströmung oder die Gravitation, zu früh von der Oberfläche des Luftfahrzeugs durch die Luftströmung ab.
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Gemäß einer Weiterbildung umfasst die wässrige Lösung: Kilfrost ABC-S Plus und Wasser, wobei die wässrige Lösung bevorzugt Kilfrost ABC-S Plus und Wasser in einem Mischungsverhältnis von 85-55 Vol.%, bevorzugt 75-65 Vol.%, Kilfrost ABC-S Plus; und 15-45 Vol.%, bevorzugt 25-35 Vol.%, Wasser enthält, wobei sich in der wässrigen Lösung die Mengen auf 100 Vol.% ergänzen. Durch das entsprechende Volumenverhältnis ergibt sich ein verbessertes Haftverhalten.
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Durch die Zugabe von Wasser zu Kilfrost ABC-S Plus kann die wässrige Lösung aufgrund einer Wasseraufnahme durch Makromoleküle, welche in dem Kilfrost ABC-S Plus enthalten sind, dickflüssiger werden und somit das Fließen auf Oberflächen gehemmt werden. Auf diese Weise kann die wässrige Lösung, wenn sie Kraftkomponenten parallel zur Oberfläche ausgesetzt ist, beispielsweise auf schiefen Ebenen durch die Gewichtskraft der wässrigen Lösung oder durch Anströmung der Oberfläche mit einem Fluid, fließbeständiger sein. Kilfrost ABC-S Plus gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht in seiner Zusammensetzung hierbei insbesondere dem Stand des Produkts vom 18. Mai 2010.
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Gemäß einer Weiterbildung umfasst die wässrige Lösung ferner mindestens einen Polyol, bevorzugt Propan-1,2,3-triol (Glycerin), wobei insbesondere das Volumenverhältnis von Kilfrost ABC-S Plus und Wasser zu dem mindestens einen Polyol, bevorzugt Propan-1,2,3-triol, 6 : 1 bis 5 : 3, bevorzugt 5 : 1 bis 5 : 2, beträgt.
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Zusätzlich oder alternativ zu Propan-1,2,3-triol kann die wässrige Lösung auch vergleichbare Polyole, beispielsweise Ethan-1,2-diol aufweisen. Durch die Zugabe von Propan-1,2,3-triol und/oder vergleichbaren Polyolen kann die wässrige Lösung dickflüssiger werden und somit das Fließen auf Oberflächen gehemmt werden. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Thixotropiermittel wie amorphe Kieselsäure zugegeben werden.
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Gemäß einer Weiterbildung wird die wässrige Lösung bei einer Umgebungstemperatur von 0 - 50 °C auf den zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs appliziert, bevorzugt wobei der Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs ein Lacksystem; ein Klebefoliensystem; eine Metalloberfläche, bevorzugt aus Aluminium, Titan, Stahl, deren Legierungen, und/oder Nickel-Kobalt-Legierungen; und/oder hydrophobe oder superhydrophobe Oberflächen aufweist. Bei den entsprechenden Temperaturen ist eine vorteilhafte Haftung der wässrigen Lösung auf dem zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs zu erzielen.
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Das Lacksystem; das Klebefoliensystem; die Metalloberfläche, bevorzugt aus Aluminium, Titan, Stahl, deren Legierungen, und/oder Nickel-Kobalt-Legierungen; und/oder die hydrophobe oder superhydrophobe Oberfläche sind hierbei nicht besonders beschränkt.
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Als Lacke für die Oberfläche des Luftfahrzeugs können beispielsweise typische Lackkombinationen aus mehreren Schichten, wie es im Automobilbau oder Flugzeugbau üblich ist, verwendet werden. Insbesondere die Materialzusammensetzung einer Klarlackschicht als äußere Schicht der Lackkombination, z.B. Acrylharzlacke, kann die Fließeigenschaften der wässrigen Lösung auf dieser Lackkombination beeinflussen. Deshalb kann das anspruchsgemäße Mischungsverhältnis bevorzugt für Oberflächen aus Lacksystemen; Klebefoliensystemen; Aluminium, Titan, Stahl, deren Legierungen, und/oder Nickel-Kobalt-Legierungen; und/oder hydrophoben oder superhydrophoben Oberflächen ausgelegt sein, um optimale Anwendungsvoraussetzungen für die wässrige Lösung bereitstellen zu können.
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Gemäß einer Weiterbildung beschleunigt das Luftfahrzeug in weniger als 120 Minuten, bevorzugt in weniger als 30 Minuten, nach der Applikation der wässrigen Lösung. Hierdurch kann eine vorzeitige Ablösung von zumindest Teilen der wässrigen Lösung geeignet vermindert oder verhindert werden.
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Insbesondere kann sichergestellt werden, dass zum Zeitpunkt des Starts des Luftfahrzeugs ein minimaler Flüssigkeitsfilm mit einer Dicke von etwa 0,5 mm bis 3 mm, insbesondere 2 mm, der wässrigen Lösung den zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs bedeckt, um diesen Bereich während der Startphase vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub hinreichend zu schützen. Die maximale Zeitspanne zwischen Applikation der wässrigen Lösung und Beschleunigen des Luftfahrzeugs kann durch die vor Ort herrschenden Wetterbedingungen, insbesondere durch Regen oder sehr hohe Außentemperaturen, verkürzt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung wird die wässrige Lösung mittels Handsprühgeräten und/oder Enteisungsfahrzeugen und/oder unbemannten Luftfahrzeugen appliziert.
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Die Handsprühgeräte können z.B. Lackierpistolen, Sprühflaschen oder ähnliches sein. Die Enteisungsfahrzeuge können beispielsweise Tankfahrzeuge mit teleskopartigen Auslegern sein, wie sie üblicherweise an Flughäfen zur Enteisung von Flugzeugen eingesetzt werden. Als unbemannte Luftfahrzeuge können insbesondere Drohnen, wie Quadrocopter, zum Einsatz kommen. Solche Drohnen können z.B. über eine Fernsteuerung bedient werden oder autonom auf der Basis einer vorbestimmten Flugroute über das Luftfahrzeug fliegen und über einen eigenen Flüssigkeitstank verfügen oder über eine Versorgungsleitung mit einem stationären Tank verbunden sein.
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Gemäß einer Weiterbildung ist der zumindest eine Bereich einer Oberfläche des Luftfahrzeugs bevorzugt eine Oberfläche der Tragflächen, der Vorflügel, der Seitenruder, der Höhenruder, der Querruder, und/oder der Lufteinläufe der Triebwerke.
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Auf diese Weise können bevorzugt die Bereiche der Oberfläche des Luftfahrzeugs geschützt werden, an denen eine durch Verunreinigung mit Insekten und/oder aufgrund von Erosion durch Schwebstaub gestörte laminare Strömung besonders schlechte Auswirkungen auf die Aerodynamik des Luftfahrzeugs haben kann.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die wässrige Lösung eine thixotrope Flüssigkeit.
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Thixotropie bezeichnet in der Rheologie eine Zeitabhängigkeit der Fließeigenschaften bei nicht-newtonschen Fluiden, bei der die Viskosität infolge andauernder äußerer Einflüsse abnimmt und erst nach beendigter Beanspruchung wieder in die Ausgangsviskosität zurückkehrt. Vereinfacht heißt das, dass die thixotrope Flüssigkeit mit der Dauer ihrer Deformation, insbesondere durch Schub- und/oder Scherspannungen, dünnflüssiger wird. Auf diese Weise kann das vollständige mechanische Ablösen der wässrigen Lösung von der Oberfläche des Luftfahrzeugs begünstigt werden. Propan-1,2,3-triol und/oder amorphe Kieselsäure können beispielsweise als Thixotropiermittel herangezogen werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Erzeugnis zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub eine wässrige Lösung, umfassend: Kilfrost ABC-S Plus; und Wasser, wobei die wässrige Lösung Kilfrost ABC-S Plus und Wasser in einem Mischungsverhältnis von 85-55 Vol.%, bevorzugt 75-65 Vol.%, Kilfrost ABC-S Plus; und 15-45 Vol.%, bevorzugt 25-35 Vol.%, Wasser enthält, wobei sich in der wässrigen Lösung die Mengen auf 100 Vol.% ergänzen.
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Insbesondere kann das erfindungsgemäße Erzeugnis in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs zur Anwendung kommen. Entsprechend können auch die oben zur wässrigen Lösung gemachten Angaben beim erfindungsgemäßen Erzeugnis Anwendung finden.
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Insbesondere kann die Eigenschaft des Frostschutzmittels Kilfrost ABC-S Plus genutzt werden, mit zunehmender Wasseraufnahme die Viskosität der wässrigen Lösung zu erhöhen. Kilfrost ABC-S Plus gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht in seiner Zusammensetzung hierbei insbesondere dem Stand des Produkts vom 18. Mai 2010.
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Gemäß einer Weiterbildung umfasst die wässrige Lösung ferner mindestens einen Polyol, bevorzugt Propan-1,2,3-triol, wobei das Volumenverhältnis von Kilfrost ABC-S Plus und Wasser zu dem mindestens einen Polyol, bevorzugt Propan-1,2,3-triol, 6 : 1 bis 5 : 3, bevorzugt 5 : 1 bis 5 : 2, beträgt.
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Zusätzlich oder alternativ zu Propan-1,2,3-triol kann die wässrige Lösung auch vergleichbare Polyole, beispielsweise Ethan-1,2-diol aufweisen. Auf diese Weise kann durch die Zugabe von Polyolen die Viskosität der wässrigen Lösung an die vorherrschenden Umgebungsbedingungen angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Thixotropiermittel wie amorphe Kieselsäure zugegeben werden.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die wässrige Lösung eine thixotrope Flüssigkeit.
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Die thixotrope Flüssigkeit entspricht gemäß bestimmten Ausführungsformen im Wesentlichen der thixotropen Flüssigkeit gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Luftfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Erzeugnis, offenbart.
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Das Luftfahrzeug ist hierbei nicht besonders beschränkt und kann insbesondere ein Flugzeug oder ein weiteres Luftfahrzeug mit Tragflächen sein.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Erzeugnisses zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub vorgesehen.
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Darüber hinaus ist ein weiteres Erzeugnis zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub beschrieben, dass weitere Erzeugnis umfassend: eine wässrige Lösung umfassend eine Flüssigkeit umfassend mindestens einen Superabsorber, beispielsweise Polyacrylsäure und/oder ein Acrylat wie Natriumacrylat; und Wasser, wobei die Flüssigkeit umfassend mindestens einen Superabsorber und Wasser in einem Mischungsverhältnis von 85-55 Vol.%, bevorzugt 75-65 Vol.%, Flüssigkeit umfassend mindestens einen Superabsorber; und 15-45 Vol.%, bevorzugt 25-35 Vol.%, Wasser enthält, wobei sich in der wässrigen Lösung die Mengen auf 100 Vol.% ergänzen.
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Superabsorber sind hierbei Kunststoffe, die in der Lage sind, ein Vielfaches ihres Eigengewichts an polaren Flüssigkeiten wie beispielsweise Wasser oder wässrige Lösungen aufzusaugen. Bei der Aufnahme der polaren Flüssigkeit quillt der Superabsorber auf und bildet ein Hydrogel. Die Summe aus dem Volumen der polaren Flüssigkeit und dem Volumen des trockenen Superabsorbers bleibt dabei gleich.
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Die Flüssigkeit kann als Superabsorber übliche bekannten Polymere umfassen und deren Eigenschaft besitzen, durch Wasseraufnahme aufzuquillen und einen gelartigen Zustand einzunehmen. Die Flüssigkeit kann zusätzlich oder alternativ weitere Polymere aufweisen, die polare Gruppen enthalten, z.B. Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, natürliche Polymere wie Amylopektin, Gelatine, Cellulose und deren Derivate. Insbesondere kann dabei die Eigenschaft der genannten Polymere genutzt werden, mit zunehmender Wasseraufnahme die Viskosität der wässrigen Lösung zu erhöhen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das weitere Erzeugnis ferner mindestens einen Polyol, bevorzugt Propan-1,2,3-triol, wobei das Volumenverhältnis von Superabsorber und Wasser zu dem mindestens einen Polyol, bevorzugt Propan-1,2,3-triol, 6 : 1 bis 5 : 3, bevorzugt 5 : 1 bis 5 : 2, beträgt.
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Zusätzlich oder alternativ zu Propan-1,2,3-triol kann die Flüssigkeit auch vergleichbare Polyole, beispielsweise Ethan-1,2-diol aufweisen. Auf diese Weise kann durch die Zugabe von Polyolen die Viskosität der wässrigen Lösung an die vorherrschenden Umgebungsbedingungen angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Thixotropiermittel wie amorphe Kieselsäure zugegeben werden.
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Auch das weitere Erzeugnis kann in einem erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden. Entsprechend beschrieben ist ein Verfahren zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub in zumindest einem Teil der Startphase des Luftfahrzeugs, mit den Schritten:
- - Applizieren des weiteren Erzeugnisses auf dem zumindest einen Bereich einer Oberfläche des Luftfahrzeugs;
- - Beschleunigen des Luftfahrzeugs nach der Applikation des weiteren Erzeugnisses; und
- - mechanisches Ablösen des weiteren Erzeugnisses mit eventuell daran anhaftenden oder darin umschlossenen Fremdkörpern, bevorzugt bei Erreichen einer Strömungsgeschwindigkeit in dem zumindest einen Bereich der Oberfläche des Luftfahrzeugs von über 200 km/h, bevorzugt über 300 km/h.
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Ebenfalls beschrieben ist ein Luftfahrzeug umfassend das weitere Erzeugnis sowie die Verwendung des weiteren Erzeugnisses zum Schutz zumindest eines Bereiches einer Oberfläche eines Luftfahrzeugs vor Verunreinigung mit Insekten und/oder vor Erosion durch Schwebstaub.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 Messergebnisse im erfindungsgemäßen Beispiel 1;
- 3 Messergebnisse im erfindungsgemäßen Beispiel 2.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In einem ersten Schritt wird eine wässrige Lösung umfassend Kilfrost ABC-S Plus, Wasser und Glycerin bei einer Lufttemperatur von ca. 30 °C zumindest auf den Tragflächen, den Vorflügeln, den Seitenrudern, den Höhenrudern, den Querrudern, und den Lufteinläufen der Triebwerke eines Flugzeugs mittels Enteisungsfahrzeugen appliziert (V1). Die wässrige Lösung ist dabei so gemischt, dass sie bei den vorherrschenden Wetterbedingungen mindestens 30 Minuten auf der Oberfläche des Flugzeugs bis zu einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 300 km/h einen minimalen Flüssigkeitsfilm von mindestens 2 mm Höhe aufweist. Bei Regen ist es üblicherweise nicht notwendig, ein Schutzmittel aufzutragen, da dort keine Insekten oder Schwebteilchen in der Umgebungsluft zu erwarten sind.
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Maximal 30 Minuten nach der Applikation der wässrigen Lösung beschleunigt (V2) das Flugzeug auf einer Startbahn und hebt dabei beispielsweise bei einer Geschwindigkeit zwischen 180 und 280 km/h von der Startbahn ab. Das Flugzeug geht in einen Steigflug über, bei dem es auf mehr als 121,92 m/min (400 ft/min) steigt. Insekten und/oder Schwebstaub, die während der Startphase mit dem Flugzeug kollidieren, treffen auf die wässrige Lösung, welche zumindest auf den Tragflächen, den Vorflügeln, den Seitenrudern, den Höhenrudern, den Querrudern, und den Lufteinläufen der Triebwerke die Oberfläche umgibt. Die Oberfläche dieser Flugzeugbereiche besteht beispielsweise aus Lacksystemen; Klebefoliensystemen; Aluminium, Titan, Stahl, deren Legierungen, oder Nickel-Kobalt-Legierungen; bzw. hydrophoben oder superhydrophoben Oberflächen. Die kollidierenden Insekten und/oder Schwebstaub werden von der wässrigen Lösung umschlossen oder bleiben an der Oberfläche des Flüssigkeitsfilms haften. Im Anschluss beschleunigt das Flugzeug deutlich über 300 km/h hinaus und erreicht dabei im Wesentlichen dieselben Strömungsgeschwindigkeiten in zumindest den oben genannten Bereichen des Flugzeugs, wodurch die Scherkräfte auf die wässrige Lösung stetig zunehmen, sodass die wässrige Lösung mit den eventuell daran anhaftenden oder darin umschlossenen Fremdkörpern, insbesondere Insekten und/oder Schwebstaub, vollständig von der Oberfläche des Flugzeugs mechanisch abgelöst (V3) wird. An den oben genannten Bereichen der Oberfläche des Flugzeugs herrscht folglich eine nahezu ungestörte laminare Strömung.
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Beispielhafte erfindungsgemäße Lösungen werden in den folgenden Beispielen hergestellt und charakterisiert.
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Beispiel 1
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Es wurden verschiedene wässrige Lösungen aus 70 Vol.-% Kilfrost ABC-S Plus und 30 Vol.-% Wasser im Verhältnis zu unterschiedlichen Mengen von Propan-1,2,3-triol (5:1, 5:2, 5:3, 5:4, 5:5) hergestellt.
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In einer Versuchsreihe wurden die unterschiedliche Volumen-Mischungsverhältnisse der wässrigen Lösung weiter untersucht, wobei für jedes Verhältnis drei Testreihen durchgeführt wurden. Hierzu wurde eine Platte um 60° geneigt und die unterschiedlichen Mischungen bei Raumtemperatur (ca. 23°C) appliziert. Nach einer Stunde wurde die von der wässrigen Lösung auf der geneigten Platte zurückgelegte Strecke gemessen. Für die Versuchsreihe wurden Platten mit verschiedenen Lackoberflächen A und B und einer Oberfläche aus Polytetrafluorethylen (Teflon) verwendet.
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2 zeigt die Messergebnisse zum Versuch auf der Lackoberfläche A.
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Aus den Ergebnissen der 2 wird ein bevorzugtes Haftungsverhalten der wässrigen Lösungen auf der Oberfläche deutlich. Ähnliche Ergebnisse ergeben sich auch für die beiden weiteren Oberflächen.
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Beispiel 2
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In einer weiteren Versuchsreihe wurden analog Beispiel 1 drei bevorzugte Mischungsverhältnisse hergestellt:
- - eine wässrige Lösung aus 75 Vol.-% Kilfrost ABC-S Plus und 25 Vol.-% Wasser ferner in einem Volumenverhältnis zu Propan-1,2,3-triol (Gly) von 5 : 2;
- - eine wässrige Lösung aus 70 Vol.-% Kilfrost ABC-S Plus und 30 Vol.-% Wasser ferner in einem Volumenverhältnis zu Propan-1,2,3-triol von 5 : 1;
- - eine wässrige Lösung aus 65 Vol.-% Kilfrost ABC-S Plus und 35 Vol.-% Wasser ferner in einem Volumenverhältnis zu Propan-1,2,3-triol von 5 : 1.
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Die drei wässrigen Lösungen und unvermischtes Kilfrost ABC-S Plus (KF) wurden wie in Beispiel 1 auf den oben genannten Oberflächen in drei Testreihen aufgetragen und ausgewertet.
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3 zeigt die Messergebnisse für die entsprechenden wässrigen Lösungen und Kilfrost auf der Lackoberfläche B. Es ergeben sich für die wässrigen Lösungen bevorzugte Haftverhalten im Vergleich zu Kilfrost alleine. Für die weiteren Oberflächen ergaben sich wiederum analoge Ergebnisse.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- V1
- Applizieren
- V2
- Beschleunigen
- V3
- mechanisches Ablösen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009003201 B4 [0006]
