DE202007006212U1 - Anti-icing aircraft part - Google Patents

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Abstract

Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitfähige, einen elektrischen Widerstand ausbildende Lackschicht, an die über Kontaktelektroden eine Stromquelle angeschlossen ist, zur Durchleitung eines die Lackschicht erwärmenden Stroms.Anti-icing aircraft part, characterized by an electrically conductive, an electrical resistance forming lacquer layer to the above Contact electrodes a power source is connected, for transmission a stream heating the paint layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil, insbesondere die mit der Luft in Strömungskontakt tretenden und vereisungsgefährdeten Tragflächen, Lufteinlässe, Propeller, sowie Rotorblätter und die Heckrotore von Hubschraubern.The The invention relates to an icing protected aircraft part, in particular the with the air in flow contact kicking and icing wings, air intakes, Propellers, as well as rotor blades and the tail rotors of helicopters.

Bei Luftfahrzeugen, die sich in Temperaturschichten mit kalter Luft und Luftfeuchtigkeit, in denen Vereisung auftreten kann, bewegen, besteht die Gefahr, dass sich ein Eisansatz an den Vorderkanten von Tragflächen und Propellern bildet, der das aerodynamische Profil negativ beeinflusst und es bis zu einem Punkt verändern kann, an dem die aerodynamische Wirksamkeit abnimmt und sogar verloren gehen kann. Das Luftfahrzeug kann dadurch seine Flugfähigkeit verlieren.at Aircraft moving in temperature layers with cold air and humidity, where icing may occur, There is a risk that an ice accumulation at the leading edges of wings and propellers, which negatively affects the aerodynamic profile and change it to a point can, at which the aerodynamic efficiency decreases and even lost can go. The aircraft can thereby its flying ability to lose.

Weiterhin besteht das Problem, dass Eisansatz auch Lufteinlässe der Triebwerke so zusetzen kann, dass deren Kühlung beeinträchtigt oder unterbunden wird.Farther there is the problem that ice accumulation also air intakes the Engines can clog so that their cooling or impaired is prevented.

Ein anderes Problem ist Eisansatz an der Vorderkante der Rotorblätter eines Hubschraubers und dessen Heckrotors, der zu einer Veränderung des Strömungsprofils führt. Dies verringert die aerodynamische Wirksamkeit bis zu einem Punkt, an dem der Hubschrauber seine Flugfähigkeit verliert. Außerdem kann ein Eisansatz am Rotor zur Unwucht führen, insbesondere, wenn Eis in großen Stücken abplatzt. Die dadurch hervorgerufenen Vibrationen können zur Überschreitung der zulässigen Bruchlast führen.One Another problem is ice accumulation at the leading edge of the rotor blades of a Helicopter and its tail rotor, leading to a change in the airfoil leads. This reduces the aerodynamic efficiency to a point where the helicopter loses its ability to fly. In addition, can an ice accumulation on the rotor lead to imbalance, especially if ice in big pieces flakes off. The resulting vibrations can be exceeded the permissible Lead breaking load.

Mit der abnehmenden aerodynamischen Wirksamkeit und dem abnehmenden Auftrieb geht mit einem Eisansatz zudem eine Gewichtserhöhung einher, welche die nachlassende Flugfähigkeit noch weiter beeinträchtigt.With the decreasing aerodynamic effectiveness and the decreasing Buoyancy is associated with an ice accumulation also an increase in weight, which the declining flying ability even further impaired.

Eine in der Luftfahrt besonders gefürchtete Art der Vereisung ist als sogenanntes „Clear Ice" bekannt, das als gefrierender Regen auf das Luftfahrzeug auftrifft. Diese Eisart setzt sich gleich einem Eispanzer auf der gesamten Oberfläche des Luftfahrzeuges fest. Die durch den Eispanzer bedingte enorme Gewichtszunahme kann durch herkömmliche Enteisungssysteme, die lediglich die Vorderkanten von Tragfläche, Propeller oder Roteren enteisen können, nicht wirksam verhindert werden.A Specially feared species in aviation The icing is known as so-called "Clear Ice", which is called freezing rain impinges on the aircraft. This type of ice is like one Ice sheets stuck to the entire surface of the aircraft. The caused by the ice sheet tremendous weight gain can through conventional de-icing systems, the only the leading edges of the wing, propeller or Roteren can deice can not be effectively prevented.

Bisher verwendete Verfahren der Enteisung sind die pneumatische Enteisung, bei der die zu enteisenden Flächen mit einer Gummimatte versehen werden, auf welcher sich der Eisansatz bildet. Sie wird durch Pressluft abschnittsweise rhythmisch aufgeblasen und sprengt dadurch den angesammelten Eisbelag ab. Obwohl dieses Verfahren zuverlässig ist, erfordert der tatsächliche Einsatz Aufmerksamkeit, da die Anlage nicht zu früh und nicht zu spät betätigt werden darf, um ihre Wirkung zu erzielen. Weiterhin ist der Gummibelag so vorzusehen, dass er sich glatt in das aerodynamische Profil einfügt. Auch müssen Drucklufterzeuger und -Regler sowie Druckluftleitungen im Inneren des Luftfahrzeugs vorgesehen werden. Die pneumatische Enteisung findet sich hauptsächlich bei größeren Flugzeugen und im oberen Segment der einmotorigen Flugzeuge.So far used methods of deicing are pneumatic deicing, at the areas to be deiced be provided with a rubber mat on which the Eisansatz forms. It is partially inflated rhythmically by compressed air sections and thereby bursts the accumulated Eisbelag. Although this Method is reliable, requires the actual Use attention, as the plant is not too early and not too late actuated to be effective. Furthermore, the rubber coating be provided so that it fits smoothly into the aerodynamic profile. Also need compressed air generator and controls and compressed air lines inside the aircraft be provided. Pneumatic deicing is mainly found larger aircraft and in the upper segment of the single-engine aircraft.

Hauptsächlich bei Jetflugzeugen kommt ein Enteisungsverfahren zur Anwendung, bei dem die Tragflächenvorderkanten durch Erhitzung von innen eisfrei gehalten werden.Mainly at Jet aircraft is a deicing method used in the the wing leading edges be kept ice-free by heating from the inside.

Dies wird durch in den Tragflächen verlaufende Heizungsrohre bewirkt, aus denen heiße Luft von innen an die Außenhaut geblasen wird. Diese Anlage ist konstruktiv aufwendig und kann nicht nachträglich eingerüstet werden.This gets through in the wings running heating pipes causes, from which hot air from the inside to the outer skin is blown. This system is structurally complex and can not be retrofitted.

Das Enteisen durch Versprühen von Enteisungsflüssigkeit durch eine große Anzahl kleiner Düsen in der Flügelvorderkante ist ebenfalls möglich, erfordert jedoch die Berücksichtigung bei der Konstruktion und wird bisher nur bei kleineren Flugzeugen eingesetzt und gilt als am wenigsten befriedigende Variante. Ihr Einsatz wird insbesondere durch die mitgeführte Flüssigkeitsmenge begrenzt, die aus Gewichtsgründen nicht üppig bemessen werden kann.The De-icing by spraying of deicing fluid through a big one Number of small nozzles in the wing leading edge is also possible however, it requires consideration in the design and is so far only on smaller aircraft used and is considered the least satisfactory variant. you Use is limited in particular by the entrained amount of liquid, the for weight reasons not lush can be measured.

Weiterhin ist es bereits bekannt, Heizmatten an Luftschrauben vorzusehen, die ihren Strom über z.B. einen Schleifring beziehen und den besonders eisgefährdeten Bereich des Propellerblattes abdecken.Farther it is already known to provide heating mats on propellers, their electricity over e.g. Obtain a slip ring and the most ice-endangered Cover the area of the propeller blade.

Insbesondere bei Hubschraubern, deren Rotorblätter nur ein sehr dünnes und sensibles Profil haben, gilt der Einbau einer Enteisungsanlage herkömmlicher Art als technisch besonders schwierig.Especially in helicopters, their rotor blades only a very thin one and have a sensitive profile, the installation of a de-icing system applies conventional Art as technically particularly difficult.

Alle für Blindflug zugelassenen Flugfahrzeuge sollten neben der Blindfluginstrumentierung auch über eine Enteisungsanlage verfügen, denn nur so können sie weitestgehend witterungsunabhängig eingesetzt werden, was insbesondere im militärischen, aber auch im Rettungsdienst und im polizeilichen Einsatz stark nachgefragt wird.All for blind flight approved aircraft should be in addition to the blind pilot instrumentation also over have a de-icing system, because only so can they are used largely independent of the weather, which especially in the military, but also in the emergency service and in police use strong demand becomes.

Weiter besteht auch bei Luftfahrzeugen, die beim Aufenthalt am Boden zugeschneit oder vereist sind, ein Problem, diese zum Starttermin zu enteisen und enteist zu halten, denn in diesem Zustand können sie nicht starten. Sie müssen mit Enteisungsflüssigkeit abgesprüht werden, bis die Flugzeuge eisfrei sind. Dieses dabei verwendete chemischen Enteisungsmittel bedeutet eine Umweltbelastung, die jedoch des Flugverkehrs wegen hingenommen wird.Furthermore, there is also a problem with aircraft, which are snowed or frozen during the stay on the ground, to de-ice them at the start date and de-icer, because in this state, they can not start. They must be sprayed with deicing fluid until the aircraft are ice-free. This chemical deicing agent used in this case means an environmental impact, depending but because of the air traffic because of being accepted.

Erfindungsgemäß wird die Problematik der Enteisung von Tragflächen und Flugzeugrümpfen nun mit einer Tragfläche oder einem Außenbauteil mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.According to the invention Problem of deicing of wings and fuselages now with a wing or an external component with solved the features of the main claim. The subclaims give advantageous embodiments the invention again.

Insbesondere ist vorteilhaft, dass eine z.B. nur sechs Mikrometer dünne Lackschicht ausreicht, die auf die zur Enteisung bestimmten Flächen als letzte oberste Lackschicht aufgesprüht werden kann. Wenn diese unter Strom gesetzt wird, bildet sich eine Widerstandheizung, die z.B. bis zu 100 Grad aufgeheizt werden kann.Especially is advantageous that a e.g. only six microns thin paint layer which is the last one to be used for deicing purposes sprayed on the top layer of varnish can be. When energized, resistance heating forms, the e.g. can be heated up to 100 degrees.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the following Description of a preferred embodiment.

Dabei wird ein CNT-Lack, ein Nanopartikel aufweisender Widerstandlack, vorgesehen Er ist verschleißfest, preiswert, leicht zu verarbeiten, überall aufzubringen, transparent und kann auch hohen Zentrifugalkräften widerstehen. CNT steht für, carbon nano tubes', kleine Kohlenstoffröhrchen mit wenige Millionstel Meter Durchmesser. Insbesondere durch diese Kohlenstoff-Nanopartikel, kann auch bei im Einzelfall anzupassender Lackschichtdicke ein vorbestimmter Widerstandswert in gewissen Grenzen frei gewählt werden. Ein typischer Wert ist die Beimengung einiger Zehntel Gewichtsprozente CNT-Mehls zu einem Polymergranulatgrundstoff des Lacks.there is a CNT paint, a nanoparticle resistive paint, He is wear-resistant, inexpensive, easy to apply, apply everywhere, transparent and can withstand even high centrifugal forces. CNT stands for, carbon nano tubes', small carbon tubes with a few millionths of a meter in diameter. Especially through these carbon nanoparticles, can also be used in a case to be adapted lacquer layer thickness a predetermined Resistance value can be freely selected within certain limits. A typical value is the addition of a few tenths of a percent by weight of CNT flour a polymer granule base of the paint.

Eine Stromzuführung zur gebildeten Lackschicht, um die Lackflächen an ihren Kanten oder auch punktuell in der Fläche zu kontaktieren, kann z.B. durch Kontaktbahnen gewährleistet werden, die bis zu entsprechenden, in den Tragflächen oder Bauteilen vorgesehenen, herkömmlichen (Draht-) Stromleitern verlaufen, wobei sie an der Außenseite der Tragflächen vorteilhafterweise selbst gegen elektrischen Kontakt mit der Umgebung isoliert sind.A power supply to the paint layer formed to the paint surfaces at their edges or even punctually in the area can contact, e.g. ensured by contact tracks which are provided up to corresponding, in the wings or components, usual (Wire) conductors, while they are on the outside the wings advantageously even against electrical contact with the environment are isolated.

Es ist jedoch auch möglich, die gesamte Oberseite eines Flugzeuges mit einer Lackschicht zu versehen, und diese an nur wenigen Punkten zu kontaktieren, um im wesentlichen gleiche Wärmeverhältnisse an der Oberseite der Lackschicht zu erzielen. Gegebenenfalls kann durch geschickte Anordnung der Kontaktpunkte der Stromfluss in der Nähe der Kontaktpunkte in der Lackschicht verstärkt werden, wodurch diese eine höhere Temperatur als weiter von den Kontaktpunkten entfernte Bereiche der Lackschicht aufweisen werden.It but it is also possible to coat the entire top of an airplane with a layer of varnish and to contact these at just a few points to essentially same heat conditions to achieve at the top of the paint layer. If necessary, can by skillful arrangement of the contact points of the current flow in the Near the contact points reinforced in the paint layer which makes this one higher Temperature as further away from the contact points areas have the paint layer.

Claims (4)

Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitfähige, einen elektrischen Widerstand ausbildende Lackschicht, an die über Kontaktelektroden eine Stromquelle angeschlossen ist, zur Durchleitung eines die Lackschicht erwärmenden Stroms.Anti-icing aircraft part, marked through an electrically conductive, an electrical resistance forming paint layer to the via contact electrodes a power source is connected, for the passage of a coating layer heating Current. Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht eine letzte und äußere Lackschicht ist.icing Protected Aircraft part according to claim 2, characterized in that the Lackschicht a last and outer lacquer layer is. Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Lackschicht auf einer Mehrzahl isolierender Schichten ausgebildet ist und von einer isolierenden Lackschicht bedeckt ist.icing Protected Aircraft part according to claim 1, characterized in that the electrically conductive Paint layer formed on a plurality of insulating layers is and is covered by an insulating varnish layer. Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Lackschicht mit durch Auflackieren gebildeten Kontaktbahnen elektrisch in Kontakt mit weiterer Strom-Verkabelung und einer Spannungsquelle verbunden ist.icing Protected Aircraft part according to one of claims 1-2, characterized in that the electrically conductive Lacquer layer with contact paths formed by painting electrically in contact with other power cabling and a voltage source connected is.
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