DE19853354A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Enteisung von Flugzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Enteisung der Außenhaut eines Flugzeugs während dessen Aufenthalt am Boden; erfindungsgemäß enteist sich das Flugzeug durch Aufsprühen eines Enteisungsmediums mittels an seiner Außenhaut angeordneter Spüleinrichtungen selbst; die Spüleinrichtungen sind zu diesem Zweck über unter der Außenhaut verlegte Leitungen mit einer oder mehreren Quellen für ein Enteisungsmedium verbunden.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Enteisung der Außenhaut eines Flugzeugs während dessen Aufenthalt am Boden.

Die Ausbildung einer Eisschicht an der Außenhaut eines Flugzeugs kann die Beweglichkeit der Start- und Landeklappen wie auch der Ruderanlage beeinträchtigen und ein Flugzeug daher in höchste Gefahr bringen. Aus diesem Grund muß eine Vereisung insbesondere der Tragflächen wie auch des Leitwerks vermieden werden. Bei großen Passagier- und Frachtflugzeugen ist die Gefahr einer Vereisung während des Fluges vergleichsweise gering, da sich diese Flugzeuge aufgrund ihrer großen Flughöhe zumeist über einer Wolkenschicht befinden. Jedoch besteht insbesondere in der kalten Jahreszeit die Gefahr der Bildung einer Eisschicht an der Außenhaut des Flugzeugs während dessen Aufenthalt am Boden, dann nämlich, wenn sich die Außentemperaturen in der Nähe des Gefrierpunktes bewegen und zusätzlich Niederschlag in Form von unterkühltem Regen auftritt, so daß dieser insbesondere an den nach einem langen Flug stark abgekühlten Tragflächen sofort festfriert. Dieser Vorgang läuft sehr schnell ab und kann daher bereits während eines kurzen Aufenthalts am Boden, beispielsweise bei einer Zwischenlandung auf einem Flugplatz mit kurzer Be- und Endladephase sowie aussteigenden Passagieren und/oder Routinekontrollen an der technischen Anlage des Flugzeuges soweit voranschreiten, daß ein anschließender Start bereits unmöglich ist. Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, mit handbetriebenen Hochdrucksprühgeräten die entstandene Eisschicht abzusprengen und gleichzeitig eine Enteisungsflüssigkeit, in der Regel ein Glykolgemisch, aufzutragen. Aufgrund der erheblichen Oberfläche moderner Großraumflugzeuge erfordert eine derartige Arbeit jedoch entweder einen großen Personaleinsatz oder kann zu erheblichen Verzögerungen beim Start eines Flugzeugs führen. Deshalb ist bereits vorgeschlagen worden, an Flugplätzen Enteisungswaschstraßen vorzusehen, an denen das Flugzeug beim Hindurchfahren von einer bereits entstandenen Eisschicht befreit wird. Derartige Enteisungswaschstraßen sind jedoch einerseits relativ teuer und befinden sich darüber hinaus naturgemäß im Bereich des Vorfeldes, so daß bei der anschließenden Fahrt des Flugzeuges zu dem Beginn der Startbahn, wo sich bis zur Startfreigabe noch erhebliche Wartezeiten ergeben können, der Vereisungsprozeß abermals einsetzt und daher der anschließende Start von einer deutlich erhöhten Gefahr begleitet ist.

Aus den beschriebenen Nachteilen des bekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Enteisung der Außenhaut eines Flugzeugs zu schaffen, welche nicht an eine Flugplatzeinrichtung gebunden ist und daher auch während der Fahrt eines Flugzeugs zur Startbahn ununterbrochen betrieben werden kann, um für den Start optimale Voraussetzungen zu schaffen.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung im Rahmen eines gattungsgemäßen Verfahrens vor, daß sich das Flugzeug durch Aufsprühen eines Enteisungsmediums mittels an seiner Außenhaut angeordneter Spüleinrichtungen selbst enteist. Als Enteisungsmedium kann hierbei sowohl eine Flüssigkeit wie beispielsweise ein Glykolgemisch als auch ein gasförmiges Medium, beispielsweise erwärmte Luft, Verwendung finden. Demzufolge soll der Begriff "Spüleinrichtungen" als Oberbegriff verstanden werden, der insbesondere auch Sprüheinrichtungen für flüssige Enteisungsmedien umfaßt. Die erfindungsgemäßen Spüleinrichtungen ragen während des Enteisungsvorgangs vorzugsweise etwas über die Außenhaut des Flugzeugs hinaus und können so das Enteisungsmedium in einem flachen Winkel direkt auf die zu enteisende Fläche sprühen. Hierdurch kann der Druck des Enteisungsmediums gleichzeitig genutzt werden, um einen bereits gebildeten Eispanzer wegzusprengen. Es ist aus diesem Grunde von Vorteil, wenn das Enteisungsmedium mit hoher Geschwindigkeit aus den Spül- oder Sprüheinrichtungen herausgestoßen wird. Da das Flugzeug am Boden bestenfalls eine äußerst geringe Geschwindigkeit hat, wird ein mit hoher Geschwindigkeit austretender Sprühstrahl überdies bei geringen bis mittleren Windstärken kaum von seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt, so daß den erfindungsgemäßen Spüleinrichtungen große Aktionsradien beigemessen werden können. Darüber hinaus kann eine Sprüheinrichtung den umgebenden Bereich der Flugzeugoberfläche unabhängig von der Fahrt- oder Windrichtung mit etwa konstanter Intensität besprühen, so daß nur wenige Spüleinrichtungen notwendig sind, um beispielsweise die Tragflächen eines Flugzeugs vollständig zu enteisen. Das erfindungsgemäße Enteisungsverfahren ist nicht an irgendwelche Flugplatzeinrichtungen gebunden und kann daher von einem solchermaßen ausgerüsteten Flugzeug auf jedem Flugplatz der Welt durchgeführt werden, und zwar während des gesamten Aufenthalts am Boden, beginnend mit der Fahrt vom Ende der Landebahn zum Vorfeld und von dort weiter bis zur Startfreigabe nach Erreichen der Startbahn. Je nach dem Grad der Vereisungsgefahr kann dabei die Enteisung permanent vorgenommen werden oder intervallartig, um Enteisungsmedium zu sparen.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß die Spüleinrichtungen während des Flugs zur Reduzierung des Luftwiderstands in der Außenhaut des Flugzeugs versenkt sind. Wie oben bereits ausgeführt, sollten die Spüleinrichtungen zur Verbesserung ihrer Wirkung geringfügig über die Flugzeugoberfläche hinausragen, so daß die Sprühstrahlen direkt auf die zu enteisende Fläche gerichtet werden können. Da andererseits während des Fluges in ausreichender Flughöhe die Vereisungsgefahr reduziert ist und in diesem Zustand vor allem eine möglichst gute Aerodynamik zur Reduzierung des Treibstoffbedarfs wichtig ist, können die erfindungsgemäßen Spüleinrichtungen unmittelbar vor dem Start eingefahren werden.

Damit der Pilot nach der Startfreigabe nicht vergißt, zunächst die Spüleinrichtungen einzufahren, ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß die ausgefahrene Stellung der Spüleinrichtungen durch eine Verriegelung den Triebwerksschub auf niedrige Werte begrenzt, so daß zwar ein Rollen zur Startbahn möglich ist, der für einen Start erforderliche Schub jedoch blockiert bleibt. Für den Fall, daß der Pilot einen Startversuch mit ausgefahrenen Spüleinrichtungen unternimmt, kann ihn zusätzlich eine Hinweislampe im Cockpit auf die noch ausgefahrenen Spüleinrichtungen aufmerksam machen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Rollgeschwindigkeit und/oder bei einem erhöhten Triebwerksschub automatisch die Spüleinrichtungen eingefahren werden.

Vorzugsweise wird das Enteisungsmedium während des Aufenthalts am Boden nachgefüllt. Hierbei soll neben der Möglichkeit des Auffüllens des Vorratsbehälters mit einem flüssigen Enteisungsmedium insbesondere auch die Möglichkeit erwähnt werden, daß von einer stationären Einrichtung des Flugplatzes erzeugte Warmluft durch einen Schlauch zu einem entsprechenden Anschluß des Flugzeugs geblasen wird und von dort durch ein Rohrleitungssystem zu den einzelnen Spüleinrichtungen strömt und von diesen auf die zu enteisenden Flächen verteilt wird. Eine derartige Maßnahme ist weitaus effizienter als die vorbekannte Enteisungswaschstraße, da die Spüleinrichtungen für jeden Flugzeugtyp optimal eingestellt sind im Gegensatz zu einer für die unterschiedlichsten Flugzeugtypen verwendeten Enteisungswaschstraße.

Der Enteisungsvorgang ohne Unterstützung durch flugplatzinterne Einrichtungen kann vorzugsweise derart erfolgen, daß in dem Flugzeug bevorratetes Enteisungsmedium zur Durchführung einer Enteisung unter Druck gesetzt, durch dafür vorgesehene Leitungen zu den Spüleinrichtungen befördert und dort versprüht wird. Durch Verwendung eines flüssigen Enteisungsmediums sind zusätzliche Maßnahmen wie beispielsweise eine Erwärmung überflüssig, da der Enteisungsvorgang weitgehend auf chemischem Weg sowie zusätzlich durch den starken Druck des Mediums abläuft. Wenn der Druck in dem Enteisungsmedium außerdem zum Ausfahren der Spüleinrichtungen verwendet wird, sind keinerlei Hilfsantriebe notwendig, so daß sich die gesamte Anlage mit äußerst geringem Aufwand realisieren läßt.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Abwärme der Triebwerke auf das Enteisungsmedium zu übertragen, um dessen Wirkung beim Auftreffen auf die aufzutauende Fläche zu erhöhen. Dieses Verfahren kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß der Kühlkreislauf von Propellermotoren über einen Wärmetauscher geschlossen ist, der mit dem Rohrleitungssystem für das Enteisungsmedium gekoppelt ist.

Bei Flugzeugen mit Strahltriebwerken läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend weiterbilden, daß ein Teil der an den Strahltriebwerken austretenden, heißen Verbrennungsgase aufgefangen und durch dafür vorgesehene Leitungen zu den Spüleinrichtungen befördert wird und dort austritt. Die verbrannten Gase eines Strahltriebwerks haben eine hohe kinetische Energie, welche dazu verwendet werden kann, die Strömung innerhalb eines ausgedehnten Rohrleitungssystems aufrechtzuerhalten und dadurch die Verbrennungsgase beispielsweise bis zu dem Leitwerk zu führen. Andererseits haben die Verbrennungsgase darüberhinaus eine hohe Temperatur, so daß trotz eines Wärmeverlusts beim Durchströmen des Rohrleitungssystems noch eine ausreichende Restwärme verbleibt, um an dem dafür vorgesehenen Ort den Auftauvorgang vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Enteisung eines Flugzeugs zeichnet sich durch an dessen Außenhaut angeordnete Spüleinrichtungen aus, die über unter der Außenhaut verlegte Leitungen mit einer oder mehreren Quellen für ein Enteisungsmedium verbunden sind. Wie oben bereits ausgeführt, kommen als Quelle für ein Enteisungsmedium sowohl ein flugzeuginterner Vorratsbehälter für ein flüssiges Enteisungsmedium wie auch ein Anschluß für einen stationär auf einem Flugplatz installierten Generator für erwärmte Luft in Betracht. Die Spüleinrichtungen sollten während des Enteisungsbetriebs über die Flugzeugoberfläche hinausragen, so daß die zu enteisende Fläche direkt besprüht werden kann. Damit andererseits zum Enteisen verwendete, erwärmte Luft ihre Wärme überwiegend an die bestrahlte Fläche abgeben kann, empfiehlt es sich, das Enteisungsmedium möglichst flach an der Flugzeugoberfläche entlangzuführen. Diesen Randbedingungen kann dadurch entsprochen werden, daß die Spüleinrichtungen während des Enteisungsvorgangs nur um ein geringes Maß von etwa 5 bis 15 cm über die Außenhaut des Flugzeugs hinausragen.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Spüleinrichtungen etwa lotrecht zur Außenhaut ausfahrbar angeordnet sind. Insbesondere im Bereich der Tragflächen ist unter der Außenhaut genügend Platz vorhanden, um dort erfindungsgemäße Spüleinrichtungen zu installieren, die sodann bei Bedarf ausgefahren werden können, um die betreffende Fläche in einem flachen Winkel besprühen zu können.

Andererseits sollten die Spüleinrichtungen an ihrem freien Ende einen im eingefahrenen Zustand etwa mit dem umgebenden Bereich der Flugzeugaußenhaut abschließenden Kopfteil aufweisen, damit die Stromlinienform des Flugzeugs auch im Bereich der Spüleinrichtungen gewahrt bleibt und somit die Aerodynamik nicht beeinträchtigt wird.

Es hat sich ferner als günstig erwiesen, daß der Kopfteil einer Spüleinrichtung deren Schaft dachartig übergreift. Sollte sich bereits eine Eisschicht auf der betreffenden Fläche gebildet haben, so wird der Eispanzer durch das Ausfahren der betreffenden Spüleinrichtung von deren Kopfteil großflächig angehoben, so daß die in dem schlankeren Schaft angeordneten Austrittsöffnungen für das Enteisungsmedium beim Ausfahren nicht beschädigt werden können.

Sofern der Kopfteil der Spüleinrichtungen eine etwa kalottenförmig gewölbte Außenseite aufweist, bleibt einerseits die Aerodynamik gewahrt, während andererseits beim Ausfahren der Spüleinrichtung eine Eisschicht nicht mehr angehoben, sondern auch gleichzeitig gedehnt wird und daher leichter durchstoßen werden kann.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß der ausfahrbare Schaft der Spüleinrichtungen eine Vielzahl rund um seine Längsachse verteilt angeordneter Sprühöffnungen aufweist. Wie oben bereits ausgeführt, kann das Enteisungsmedium in alle Richtungen versprüht werden, da sich das Flugzeug am Boden relativ langsam bewegt und somit ein Sprühstrahl in Folge seines hohen Impulses selbst bei starkem Wind nur geringfügig von der gewünschten Sprührichtung abgelenkt wird.

Zur Verbesserung des Enteisungsergebnisses können die Sprühöffnungen düsenartig ausgebildet sein mit überwiegend radial zu dem Schaft verlaufenden, jedoch geringfügig zu der umgebenden Außenhaut des Flugzeugs geneigten Austriftskanälen. Diese Austrittskanäle lenken das Enteisungsmedium gegen die aufzutauende Fläche und sollten daher eine Längenerstreckung von wenigstens etwa einem Millimeter aufweisen, was durch eine entsprechende Stärke des Schaftmantels bewerkstelligt werden kann. Die Düsen können entweder durch geeignete Bohrungen geringen Durchmessers in dem Schaftmantel realisiert sein oder durch kurze Düsenelemente, welche in den Mantel eingeschraubt sind.

Indem der ausfahrbare Schaft der Spüleinrichtungen teleskopisch gegenüber einem unterhalb der Außenhaut angeordneten Rohrstück ausziehbar ausgebildet ist, läßt sich ein für die relativ hohen Drücke geeigneter Übergang von dem unverrückbar innerhalb des Flugzeugs festgelegten Rohrleitungssystem zu den beweglichen Spüleinrichtungen schaffen, wobei außerdem eine Parallelführung der Spüleinrichtungen gewährleistet ist. Um diese Funktionen möglichst optimal erfüllen zu können, sollte der Innendurchmesser des Schaftmantels eine möglichst enge Passung gegenüber dem Außendurchmesser des darin aufgenommenen Rohrstückes aufweisen, gegebenenfalls kann eine zusätzliche Dichtung, bspw. in Form von rundumlaufenden Rillen mit darin aufgenommenen Dichtungsringen, vorgesehen sein.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß das Rohrstück, welches in einer beweglichen Spüleinrichtung mündet und der Zuführung des Enteisungsmediums dient, an seinem freien Ende offen ist, um bei entsprechendem Druck des Enteisungsmediums den Spülkopf nach außen zu drücken. Damit das erfindungsgemäße Enteisungsmedium zielgerichtet gegen die aufzutauende Fläche gesprüht werden kann, sollte das Medium einen vergleichsweise hohen Druck von bspw. 1 bis 20 bar, vorzugsweise etwa 2 bis 10 bar aufweisen. Verschiedentlich kann der Druck sogar noch höher liegen. Daher kann der in dem solchermaßen komprimierten Enteisungsmedium vorhandene Druck ohne weiteres dazu verwendet werden, zum Beginn des Auftauvorgangs die Spüleinrichtungen aus ihrem aerodynamischen, eingefahrenen Zustand nach außen zu drücken. Hierbei ist die nach außen gerichtete Kraft etwa proportional zu dem Produkt aus dem Druck und dem Innenquerschnitt des Spülschafts. Die Stärke des Schaftmantels sollte daher - auch unter dem Gesichtspunkt der Gewichtsersparnis - nur so dick ausgeführt sein, daß sie dem erheblichen Druck des Enteisungsmediums standhalten kann. Die nach außen gerichtete Kraft, welche gegebenenfalls in der Lage sein muß, einen über dem Sprühkopf bereits ausgebildeten Eispanzer zu durchstoßen, läßt sich noch dadurch erhöhen, daß der Sprühkopf aus einem geringfügig elastischen Medium gebildet ist und eine querschnittlich gegenüber dem Schaft erweiterte Kammer aufweist, in der sich das Enteisungsmedium auf einer rückwärtigen Anlagefläche abstützen kann, um den Sprühkopf unter leichter Auswölbung nach außen zu drücken.

Um zu verhindern, daß die Spüleinrichtungen unter dem Druck des Enteisungsmediums vollständig von dem inneren Rohrstück abgehoben werden, sollte etwa am unteren Ende des ausfahrbaren Schafts ein beispielsweise kragenartiges Anschlagelement zur Begrenzung der Ausfahrbewegung angeordnet sein. Indem dieses Anschlagelement mit einem unter der Flugzeugaußenhaut angeordneten Stoppelement zusammenwirkt, ist sichergestellt, daß sich die bewegliche Spüleinrichtung nicht von dem feststehenden Rohrstück lösen kann, so daß der Druck in dem Rohrleitungssystem aufrechterhalten bleibt und nun das Enteisungsmittel durch die düsenartigen Öffnungen in den ausgefahrenen Spüleinrichtungen mit hoher Geschwindigkeit nach außen preßt.

Die Erfindung erfährt eine vorteilhafte Weiterbildung durch Federelemente, welche den ausfahrbaren Schaft bei Absinken des Enteisungsmitteldrucks in die Außenhaut des Flugzeugs zurückholen. Indem die Einfahrbewegung der Spüleinrichtungen passiven Energiespeicherelementen in Form von Federn übertragen werden, kann die hierfür benötigte Energie ebenfalls durch den Enteisungsmitteldruck zu den Spüleinrichtungen transportiert werden, so daß hierbei keinerlei Aktuatoren tätig werden müssen und neben einer Vereinfachung des Aufbaus auch eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht wird.

Weitere Vorteile bieten Verriegelungselemente, welche in der Lage sind, den Sprühschaft der beweglichen Spüleinrichtung in aus- und/oder eingefahrener Position zu verriegeln. Derartige Verriegelungselemente dienen in eingefahrenem Zustand dem Zweck, ein versehentliches Ausfahren der Spüleinrichtungen während des Flugs, beispielsweise infolge von Vibrationen, zu verhindern. Im ausgefahrenen Zustand kann sichergestellt werden, daß bei kurzzeitigem Absinken des Enteisungsmitteldrucks die Spüleinrichtungen unverrückbar in ihrer ausgefahrenen Position verharren, so daß beispielsweise ein intervallartiges Spülen ohne zwischenzeitliches Einfahren der Spüleinrichtungen möglich ist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Verriegelungselemente durch Elektromagnete gebildet sind, welche mit an seitlichen Fortsätzen des Schafts, vorzugsweise an einem kragenförmigen Anschlagelement, angeordneten Metallkörpern zusammenwirken. Da diese Verriegelungselemente nicht die Aufgabe haben, die eigentliche Bewegung der Spüleinrichtung zu bewirken, sondern ausschließlich die jeweils erreichte Endposition stabilisieren sollen, können sie mit vergleichsweise kleinen Elektromagneten ausgebildet sein, da die Metallkörper des Schafts einen beispielsweise U-förmigen Kern des Elektromagneten zu einem Vollkreis schließen können, so daß eine starke magnetische Induktion mit hohen Magnetkräften erreicht werden kann. Die Magnetkräfte sollten stärker sein als die Kraft der gespannten Rückholfedern, jedoch sollte die in Folge von Remanenz nach Ausschalten des betreffenden Magneten verbleibende Haftkraft kleiner sein als die Federkraft, so daß diese in der Lage ist, die betreffende Spüleinrichtung selbsttätig wieder einzufahren.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin aus durch Sensoren zur Erkennung des aus- und/oder eingefahrenen Zustands des Schafts, welche mit der Triebwerksteuereinrichtung derart gekoppelt sind, daß bei ausgefahrenen Spüleinrichtungen der Triebwerksschub auf niedrige Werte begrenzt ist. Diese Maßnahme stellt sicher, daß mit ausgefahrenen Spüleinrichtungen ein Start unmöglich ist. Als Sensoren können einerseits Endschalter verwendet werden, andererseits ist es auch möglich, anstelle von zusätzlichen Sensoren die Ansteuerspannungen für die elektromagnetischen Verriegelungseinrichtungen zu verwenden, wenn sichergestellt ist, daß bei Aktivierung der Verriegelung in der eingefahrenen Position der Druck in dem Rohrleitungssystem ausreichend niedrige Werte annimmt, damit die Rückholfedern tätig werden können. Hierzu dürfte in den meisten Fällen das Abschalten einer Druckpumpe ausreichend sein, da sodann der noch bestehende Restdruck durch Ausströmen des Enteisungsmittels abgebaut wird.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß die Spüleinrichtungen an den Tragflächen und/oder am Leitwerk des Flugzeugs angeordnet sind. Hierbei handelt es sich um die im Hinblick auf eine Vereisung kritischsten Punkte des Flugzeuges, da hier die Start- und Landeklappen sowie die Höhen- und Seitenruder angeordnet sind, welche unbedingt leichtgängig beweglich sein müssen und daher vordringlich vor Eisbildung zu schützen sind. Darüber hinaus haben die Tragflächen eines Großraumflugzeugs üblicherweise eine erhebliche Stärke und beherbergen zumeist ausschließlich Kraftstofftanks, so daß es keine Schwierigkeiten bereitet, hier einen Platz zum Einfahren der Sprühschäfte vorzusehen.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich weiterhin dadurch optimieren, daß die Spüleinrichtungen, insbesondere deren unter der Außenhaut des Flugzeugs angeordneten Rohrstücke, über ein Rohrleitungssystem, insbesondere eine Sammelleitung, miteinander verbunden sind. Da das Rohrleitungssystem erheblichen Druckbeanspruchungen standhalten muß, sollte dieses solide, beispielsweise aus Edelstahl, aufgebaut sein. Damit andererseits das von der erfindungsgemäßen Enteisungsanlage verursachte Zusatzgewicht möglichst gering gehalten wird, sollte die Gesamtlänge des Rohrleitungssystems möglichst kurz sein. Sofern weiter beabsichtigt ist, zur Enteisung auch erwärmte Medien, beispielsweise Heißluft, zu verwenden, empfiehlt es sich, das Rohrleitungssystem oder zumindest dessen Sammelleitungen mit einer Wärmeisolation zu umgeben, damit das erwärmte Medium auf dem Weg durch das Rohrleitungssystem möglichst wenig Energie verliert.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß das Rohrleitungssystem mit einem Vorratsbehälter für ein flüssiges Enteisungsmittel gekoppelt ist. Dadurch ist das Flugzeug in die Lage versetzt, ständig eine ausreichende Menge des Enteisungsmediums mitzuführen und kann sich sowohl während der Fahrt zur Startbahn wie auch an Flugplätzen ohne Nachfülleinrichtung selbsttätig eisfrei halten.

Die Enteisungswirkung ist um so besser, je schärfer die Enteisungsmittelstrahlen auf die zu enteisende Flugzeugfläche treffen, da solchenfalls deren Wucht die Eisdecke wegsprengen kann. Der hierzu notwendige Druck kann beispielsweise mit einer starken Pumpe erzeugt werden, welche zwischen dem Vorratsbehälter und dem Rohrleitungssystem angeordnet ist. Andererseits ist es auch möglich, mittels eines Kompressors Luft unter starkem Druck in den Vorratsbehälter zu pressen, um dadurch diesen Druck auf das Enteisungsmittel zu übertragen. Während im ersteren Fall die Enteisungsmittelpumpe ständig laufen sollte, kann ein erfindungsgemäßer Kompressor zeitweise abgeschaltet werden, um Energie zu sparen.

Ferner sollte der Vorratsbehälter mit einer Zulaufleitung versehen sein, die zu einem von außen zugänglichen Anschluß geführt ist. Über diesen Anschluß kann der Vorratsbehälter beispielsweise aus einem Tankfahrzeug nachgefüllt werden.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß der von außen zugängliche Anschluß mit einem Ventil, vorzugsweise einem Rückschlagventil, versehen ist. Hierdurch kann insbesondere bei Vorratsbehältern, die mit einem Kompressor zur Druckerhöhung gekoppelt sind, sichergestellt werden, daß bei einem zu hohen Druck im Vorratsbehälter dennoch keine Enteisungsflüssigkeit an dem zulaufseitigen Anschluß des Vorratsbehälters austreten kann.

Die Einsatzfähigkeit der erfindungsgemäßen Enteisungsanlage kann weiterhin dadurch gesteigert werden, daß das Rohrleitungssystem mit einem von außen zugänglichen Anschluß zur Zuführung von Warmluft verbunden ist. Somit kann für das Enteisen auf dem Vorfeld anstelle eines flüssigen Enteisungsmittels, welches mit dem Regen in die flugplatzeigene Kanalisation geschwemmt wird und dort einen erhöhten Klärungsaufwand bedingt, auch Luft verwendet werden, welche von einer stationären oder einer auf einem Kraftfahrzeug angeordneten Heizeinrichtung, beispielsweise in Form eines Gasbrenners, erwärmt wird.

Die Erfindung empfiehlt, ein Ventil zum Umschalten von flüssigem Enteisungsmedium auf Warmluft vorzusehen. Vorzugsweise sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage zwei Anschlüsse vorgesehen, von denen einer zum Nachfüllen eines flüssigen Enteisungsmittels in den Vorratsbehälter dient, während durch den zweiten Anschluß direkt erwärmte Luft in das Rohrleitungssystem eingeblasen werden kann. Das erfindungsgemäße Umschaltventil stellt sicher, daß während des Enteisens mit in dem Vorratsbehälter gespeichertem Enteisungsmedium keine Flüssigkeit an dem Warmluftanschluß ausströmen kann.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß das Rohrleitungssystem mit einem oder mehreren Lufteinlässen verbunden ist, die im Bereich eines oder mehrerer Strahltriebwerke angeordnet sind. Hierbei sollten die Lufteinlässe vorzugsweise im Bereich der Austrittsöffnung für die verbrannten Gase angeordnet sein, um Gase mit ausreichender kinetischer und thermischer Energie aufzufangen. Während deren kinetische Energie durch sanfte Umlenkungen des dafür vorgesehenen Rohrleitungssystems zum Antrieb der Gasströmung innerhalb des Rohrleitungssystems verwendet wird, dient der nach einer unvermeidlichen Abkühlung der heißen Gase innerhalb des Rohrleitungssystems noch verbleibende Rest an thermischer Energie zum Auftauen der gewünschten Fläche. Die Lufteinlässe bzw. Eintrittsöffnungen des Rohrleitungssystems sollten mittels Schiebern, klappen oder Ventilen verschließbar sein, damit der Druck innerhalb des Rohrleitungssystems unmittelbar vor einem Start gesenkt werden kann, so daß die erfindungsgemäßen Spüleinrichtungen zur Verbesserung der Aerodynamik eingefahren werden können.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemäßen Enteisungsanlage versehenes Flugzeug in der Draufsicht mit einem schematisch widergegebenen Verrohrungsplan für die erfindungsgemäße Enteisungsanlage;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spüleinrichtung in deaktiviertem Zustand;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung bei aktivierter Spüleinrichtung sowie

Fig. 4 eine abstrahierte Darstellung der aktiven Komponenten einer erfindungsgemäßen Enteisungsanlage.

In Fig. 1 ist beispielhaft ein Frachtflugzeug 1 in Schulterdeckerbauweise mit zwei unterhalb der beiden Tragflächen 2 angeordneten Strahltriebwerken 3 in der Draufsicht gezeichnet. Man erkennt ferner an der rückwärtigen Kante 4 der beiden Tragflächen 2 die Querruder 5 und die Brems- oder Landeklappen 6. An den Heckflossen 7 befinden sich die Höhenruder 8, in der Draufsicht nicht wiedergegeben ist ferner das an der Höhenflosse angeordnete Seitenruder. An den Rudern 5, 8 können zusätzliche, bewegliche Flächen zum Trimmen des Flugzeugs 1 vorgesehen sein.

Sofern sich an den Tragflächen 2 und/oder an den Heckflossen 7 im Bereich der Ruder 5, 8 und/oder der Bremsklappen 6 ein Eisbelag ausbildet, so kann die Beweglichkeit der Ruder 5, 8 bzw. der Klappen 6 beeinträchtigt sein, so daß das Flugzeug 1 schlimmstenfalls manövrierunfähig würde, was katastrophale Folgen nach sich ziehen kann. Deshalb muß insbesondere vor der Startphase die Eisfreiheit dieser Flächen gewährleistet sein. Zu diesem Zweck sind über diese kritischen Flächen 2, 7 verteilt Spüleinrichtungen 9 angeordnet, mit denen ein Enteisungsmedium 10 über die Tragflächen bzw. das Leitwerk 7 gesprüht werden kann, welches eine vorhandene Eisschicht auftauen und ein abermaliges Vereisen verhindern soll.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Heckflosse 7 widergegeben. Man erkennt die Beplankung 11 an der Flügeloberseite, die untere Beplankung 12 sowie dazwischen angeordnete Verstrebungen 13. In der oberen Beplankung 11 ist eine etwa kreisförmige Vertiefung vorgesehen, deren Rand durch ein rundumlaufendes Vierkantprofil, welches sich unterhalb der oberen Beplankung 11 erstreckt, versteift ist. In einer zentralen Ausnehmung 16 der Vertiefung 14 ist der zylindrische Schaft 17 einer Spüleinrichtung 9 angeordnet, die durch einen Kopf 18 abgeschlossen wird. Der Kopf 18 paßt querschnittlich mit seinem unteren Bereich 19 in die Vertiefung 14 und ragt ausschließlich mit seinem kalottenartig gewölbten Oberteil 20 über die obere Beplankung 11 des Leitwerks 7 hinaus. Der kalottenförmige Bereich 20 kann dabei einen größeren Querschnitt aufweisen als die Vertiefung 14, so daß der Kopf 18 bündig und somit abdichtend auf der oberen Beplankung 11 aufliegt.

Der Schaft 17 ist mantelförmig hohl ausgebildet und umschließt ein Rohrstück 21, das mit einer Sammelleitung 22 zur Zuführung des Enteisungsmediums 10 aus einem flugzeuginternen Vorratsbehälter 23 verbunden ist. Der Vorratsbehälter 23 ist mit einem Kompressor 24 gekoppelt, der die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Vorratsbehälter 23 befindliche Luft komprimiert und dadurch Druck auf das Enteisungsmittel 10 ausübt, so daß dieses durch die Sammelleitung 22 und das Rohrendstück 21 bis in den Schaft 17 der Spüleinrichtung 9 gepreßt wird. Von dort kann es bis zu einem im Basisbereich 19 des Sprühkopfs 18 befindlichen Hohlraum 25 vordringen und drückt dadurch den Spülkopf 18 parallel zu dem Rohrendstück 21 nach außen etwa in die Position gemäß Fig. 3. Ein am unteren Ende 26 des Spülschafts 17 angeordneter Kragen 27 trägt an seinem äußeren Umfang eine Versteifung in Form eines vorzugsweise rund umlaufenden Vierkantrohrs 28, das bei der in Fig. 3 wiedergegebenen, ausgefahrenen Stellung der Spüleinrichtung 9 an einem in dem Flügel 7 angeordneten Anschlagelement 29 anliegt und ein weiteres Ausfahren der Spüleinrichtung 9 verhindert.

In dem Schacht 17 der Spüleinrichtung 9 sind rundum etwa gleichförmig verteilt sowie in mehreren Schichten übereinander eine Vielzahl von düsenartigen Öffnungen 30 angeordnet. Die Auslaßkanäle der Düsen 30 erstrecken sich nahezu radial bezüglich des Schaftes 17, sind jedoch geringfügig auf die zu besprühende Fläche 11 zugeneigt, so daß das weiterhin unter großem Druck stehende Enteisungsmittel 10, beispielsweise ein Glykolgemisch, durch die betreffenden Düsenöffnungen 30 strahlförmig austritt und in unterschiedlichen Abständen von dem Spülkopf 9 auf die zu besprühende Fläche 11 auftrifft 31.

Je nach den Witterungsbedingungen kann es völlig ausreichend sein, den Spülvorgang nicht kontinuierlich durchzuführen, sondern intervallartig zu wiederholen, wobei zwischenzeitlich der Kompressor 24 abgeschaltet wird, um den Druck in dem Vorratsbehälter 23 abzusenken und dadurch die Abgabe von Enteisungsmittel 10 zu unterbrechen. Damit solchenfalls die Spülköpfe 9 nicht beständig ein- und ausfahren müssen, kann je eine Verriegelung, beispielsweise in Form eines Elektromagneten, vorgesehen sein, der die betreffende Spüleinrichtung 9 während dieser Unterbrechungen geöffnet hält. Ein derartiger Elektromagnet kann beispielsweise mit den oberen Anschlagelementen 29 kombiniert sein und mit einem magnetischen Vierkantrohr 28, welches am unteren Ende 26 des Schafts 17 angeordnet ist, zusammenwirken.

Damit andererseits ein versehentlicher Start mit ausgefahrenen Spüleinrichtungen 9 unmöglich ist, kann die Ansteuerspannung 32 für die Elektromagnete 29 über eine Steuerleitung 33 mit dem Steuergerät für die Schubregelung gekoppelt sein, wobei solchenfalls das Steuergerät derart programmiert sein kann, daß bei aktivierten Verriegelungselementen 29 der Triebwerksschub eine relativ niedrige Grenze nicht überschreiten kann.

Sollen sodann - beispielsweise unmittelbar vor einem Start - die Verriegelungselemente 29 tatsächlich eingefahren werden, so wird zunächst der Kompressor 24 abgeschaltet, bis sich der Druck innerhalb des Vorratsbehälters 23 und der Sammelleitungen 22 durch an den Düsen 30 austretendes Enteisungsmittel 10 reduziert hat. Sodann treten Federelemente 34 beispielsweise in Form von Druckfedern in Aktion, welche zwischen der Tragflächenbeplankung 11 bzw. der Unterseite der Vertiefung 14 und/oder deren randseitiger Verstärkung 15 einerseits und dem am unteren Ende 26 des Schafts 17 angeordneten Kragen 27 andererseits eingeschaltet sind und durch das Anheben der Spüleinrichtung 9 vorgespannt wurden. Fällt nun der Druck in dem Enteisungsmittel 10 ab, während gleichzeitig die Verriegelungselemente 29 abgeschaltet werden, so überwiegt schließlich die Kraft der Federn 34, und diese schieben die Spüleinrichtungen 9 wieder in die Position gemäß Fig. 2. Hier können sodann weitere Verriegelungselemente in Form von Elektromagneten 35 aktiviert werden, um die Spüleinrichtungen 9 sicher in dem eingefahrenen Zustand zu halten. Die dabei umgeschaltete Ansteuerspannung 32 wird über die Steuerleitung 33 zu dem Steuergerät für den Triebwerksschub gemeldet und die Blockade aufgehoben. Nun reagieren die Triebwerke auf die Schubregler des Piloten und der Start kann beginnen.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Spüleinrichtungen 9 vor allem in den Tragflächen 2 und an dem Leitwerk 7 angeordnet, um die besonders kritischen Bereiche in der Umgebung der Ruder 5, 8 sowie der Bremsklappen 6 eisfrei zu halten.

Dem Verrohrungsplan gemäß Fig. 4 ist zu entnehmen, daß an der Außenseite des Flugzeuges sowohl eine Anschlußmöglichkeit 36 zum Nachfüllen des Vorratsbehälters 23 mit Enteisungsflüssigkeit sowie ein weiterer Anschluß 37 zum Einspeisen erhitzter Luft in das Rohrleitungssystem 22 vorhanden sind. Ein jeweils vorgeschaltetes Ventil 38, 39 verhindert ein Austreten des in dem Vorratsbehälter 23 gespeicherten, flüssigen Enteisungsmediums 10, während die Enteisungsanlage beispielsweise an einem Flugplatzvorfeld mit Warmluft beschickt wird, um zu vermeiden, daß eine größere Menge Enteisungsflüssigkeit in die Abwasseranlage des Flugplatzes gelangt. Über eine Bypassleitung 40 kann außerdem eine Enteisungsflüssigkeit direkt von einem Tankwagen od. dgl. in das Rohrleitungssystem 22 gepumpt werden.

Claims (30)

1. Verfahren zur Enteisung der Außenhaut (11, 12) eines Flugzeugs (1) wäh­ rend dessen Aufenthalt am Boden, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Flugzeug (1) durch Aufsprühen eines Enteisungsmediums (10) mittels an seiner Außenhaut (11, 12) angeordneter Spüleinrichtungen (9) selbst enteist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülein­ richtungen (9) während des Flugs zur Reduzierung des Luftwiderstands in der Außenhaut (11, 12) des Flugzeugs (1) versenkt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgefah­ rene Stellung der Spüleinrichtungen (9) durch eine Verriegelung den Triebwerksschub blockiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Enteisungsmedium (10) während des Aufenthalts am Boden nachgefüllt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Flugzeug (1) bevorratetes Enteisungsmedium (10) zur Durchführung einer Enteisung unter Druck gesetzt, durch dafür vorge­ sehene Leitungen (22) zu den Spüleinrichtungen (9) befördert und dort versprüht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Enteisungsmedium (10) durch die Triebwerkswärme erwärmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Teil der an Strahltriebwerken (3) austretenden, heißen Verbrennungsgase aufgefangen und durch dafür vorgesehene Leitungen (22) zu den Spüleinrichtungen (9) befördert wird und dort austritt.

8. Vorrichtung zur Enteisung der Außenhaut (11, 12) eines Flugzeugs (1) während dessen Aufenthalt am Boden, gekennzeichnet durch an der Au­ ßenhaut (11, 12) des Flugzeugs (1) angeordnete Spüleinrichtungen (9), die über unter der Außenhaut (11, 12) verlegte Leitungen (22) mit einer oder mehreren Quellen für ein Enteisungsmedium (10) verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülein­ richtungen (9) etwa lotrecht zu der Flugzeugoberfläche (11, 12) ausfahrbar angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülein­ richtungen (9) an ihrem freien Ende einen im eingefahrenen Zustand etwa mit dem umgebenden Bereich der Flugzeugaußenhaut (11, 12) abschlie­ ßenden Kopfteil (18) aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (18) der Spüleinrichtungen (9) deren ausfahrbaren Schaft (17) dachartig übergreift.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (18) der Spüleinrichtungen (9) eine etwa kalottenförmig gewölbte Stirnseite aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa lotrecht zur Außenhaut (11, 12) des Flugzeugs (1) gerichtete Schaft (17) der Spüleinrichtungen (9) eine Vielzahl von rund um seine Längsachse verteilt angeordneten Sprühöffnungen (30) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühöffnungen (30) düsenartig ausgebildet sind mit überwiegend radial zu dem Schaft (17) verlaufenden, jedoch geringfügig zu der umgebenden Außenhaut (11, 12) des Flugzeugs (1) geneigten Austrittskanälen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa lotrecht zu der Flugzeugaußenfläche (11, 12) verlaufende Schaft (17) der Spüleinrichtungen (9) gegenüber einem unterhalb der Au­ ßenhaut (11,12) angeordneten Rohrendstück (21) teleskopisch auszieh­ bar ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrendstück (21) an seinem freien Ende offen ist, um bei entsprechen­ dem Druck eines zugeführten Enteisungsmediums (10) den Spülkopf (18) nach außen zu drücken.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß etwa am unteren Ende der ausfahrbaren Spüleinrichtung (9) ein bspw. kragenartiges Anschlagelement (27) zur Begrenzung von dessen Ausfahrbewegung angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch Federelemente (34), welche die ausfahrbare Spüleinrichtung (9) bei Ab­ sinken des Enteisungsmitteldrucks in die Außenhaut (11, 12) des Flug­ zeugs (1) zurückziehen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, gekennzeichnet durch Verriegelungselemente (29, 35), um die Spüleinrichtung (9) in aus- und/oder eingefahrener Position zu verriegeln.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrie­ gelungselemente (29, 35) durch Elektromagnete gebildet sind, welche mit an seitlichen Fortsätzen der Spüleinrichtung (9), vorzugsweise an einem kragenförmigen Anschlagelement (27) angeordneten Metallkörpern (28), zusammenwirken.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Sensoren zur Erkennung des aus- und/oder eingefah­ renen Zustands der Spüleinrichtungen (9), welche(r) mit der Triebwerk­ steuereinrichtung derart gekoppelt (33) sind (ist), daß bei ausgefahrenen Spüleinrichtungen (9) der Triebwerksschub auf niedrige Werte begrenzt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtungen (9) an den Tragflächen (2) und/oder am Leit­ werk (7) angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtungen (9), insbesondere deren unter der Außenhaut (11, 12) angeordnete Rohrstücke, über ein Rohrleitungssystem (22), vor­ zugsweise eine oder mehrere Sammelleitungen miteinander verbunden sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr­ leitungssystem (22) mit einem Vorratsbehälter (23) für ein flüssiges Entei­ sungsmittel (10) gekoppelt ist

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise mit dem Vorratsbehälter (23) zusammenwirkende Einrichtung (24) zur Er­ höhung des Enteisungsmitteldrucks.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohrleitungssystem (22) und/oder der Vorratsbehälter (23) mit einem von der Außenseite (11, 12) des Flugzeugs (1) zugänglichen Anschluß (36) für ein flüssiges Enteisungsmittel (10) verbunden ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der von au­ ßen zugängliche Anschluß (36) mit einem Ventil (38), vorzugsweise einem Rückschlagventil, versehen ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohrleitungssystem (22) mit einem von außen zugänglichen Anschluß (37) zur Zuführung von Warmluft verbunden ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch ein Ventil (39) zum Umschalten von flüssigem Enteisungsmedium (10) auf Warmluftbetrieb.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohrleitungssystem (22) mit einen oder mehreren Lufteinläs­ sen verbunden ist, die im Bereich eines oder mehrerer Strahltriebwerke (3) angeordnet sind.