DE2424784A1 - Vorrichtung zur verhinderung der eisbildung an flugzeugteilen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Verhinderung der Eisbildung an Flugzeugteilen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung der Eisbildung an Flugzeugteilen, z.B. Tragflächen od. dgl., mittels elektrischer Widerstandsheizkörper.
• Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen Widerstandsheizkörper in einer Vielzahl Konstruktiver Ausführungsformen im Bereich der Vorderkante der Tragflächen des Flugzeugs angebracht sind. Diese Heizkörper sind in mehreren Leistungsgruppen schichtweise auf die Oberfläche der Tragfläche aufgelegt, wobei unter den Widerstandsheizkörpern eine Isolierschicht ailgeordnet ist sie anzahl der Leistungsgruppen entlang der Vorderkante der Tragfläche ist von deren Länge abhängig. Bei bekannten Ausfiihrungsformen sind mindestens drei Gruppen je Tragfläche vorgesehen.
• Diese Heizgruppen werden taktweise über einen Zeitschalter zu- und abgeschaltet. Die hierfür notwendigen Regeleinrichtungen sind relativ teuer und aufwendig, wobei es zudem zu lokalen Überhitzungen kommen kann. Da die Vorrichtungen während des Betriebs des Flugzeugs außerordentlich großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, müssen die Abdeckungen der heizleiter elastisch sein, z.B. aus Gummi od.
• dgl. bestehen. kiese elastischen Abdeckungen wiederum sind während des Flugs sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt, wobei insbesondere Schlag- und Stoßkräfte, z.B. infolge Steinschlag, durch Vögel, Hagel od. dgl. zu Beschädigungen führen können.
• Zur Leistungssteuerung ist auch eine Zweipunktregelung bekannt, bei der ar der Vorderkante der Tragfläche Temperatur fiihler angeordnet sind, die bei Eisbildung, aiso Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, die Heizelemente einschalten, bei Erreichen einer oberen Grenztemperatur hingegen wieder abschalten. Dabei bleibt die Temperaturentwicklung in den Heizelementen selbst unberücksichtigt, so daß es auch iiier zu lokalen Überhitzungen und dadurch zum Ausfall der Heizelemente kommen kann.
• Schließlich ist es bekannt, auf die Vorderkante von Tragflächen Kammern mit elastischen Wänden aufzusetzen, die mittels eines gesonderten Kompressors an Bord des 's'lugzeugs zeitweilig mit Druckluft beaufschlagt werden. Aufgrund der elastischen Deformation der Kammerwände wird allfällig anhaftendes Eis abgesprengt. Die zusätzliche Kompressoranlage und die notwendige Wartung der pneuniatischen Anlage bringt einen erheblichen zusätzlichen Aufwand. Auch hier ist die Gefahr der Zerstörung der elastischen Wände durch Steinschlag, tlagel od. dgl. gegeben, was zulu Ausfall der Anlage führt, da die Kammern nicht mehr unter Druck gesetzt werden können. Wird die Enteisungsanlage vorzeitig eingeschaltet, d.h. dann, wenn das Eis noch eine gewisse Elastizität besitzt, so bildet sich zwischen Eis und Druckkammer ein Hohlraum, ohne daß das 2;is abgesprengt wird. Außen setzt sich weiter Eis an, ohne daß die Expansion der Kammern dann noch eine Wirkung hat.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß eine stetige und gleichmässige Erwärmung der von Bis freiz;uhaltenden Flugzeugteile mit einem geringen Bauaufwand möglich ist0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Widerstandsheizkörper zumindest teilweise in einer das Flugzeugteil teilweise einhüllenden Schale aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit eingebettet sind.
• Mit dieser Ausbildung werden einerseits alle regeltechnischen Vorteile der elektrischen Beheizung beibehalten, durch die mittelbare Beheizung und den in der Schale stattfindenden Wärmetransport jedoch örtliche Überhitzungen sicher vermieden. Ferner wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte freizuhaltende i?läche erzielt. Der 13auaufwand und die kosten einer solchen Vorrichtung sind gegenüber bekannten Anlagen um ein Mehrfaches geringer.
• Die Schale besteht ulit Vorzug aus Aluminiumblech oder einem Aluminiumformteil s das sich jederzeit nachträglich an den freizuhaltenden Flugzeugteilen anbringen lösst Soferii die Vorrichtung zur Enteisung der Tragflächen dient, weist die Schale erfindungsgemäß einer dem Anströmprofil der Tragfläche angepasste r'Orm und eine vom Profilscheitel nach hinten abnehmende Wandstärke auf. Dadurch werden die aerodynamischen Eigenschaften der Tragfläche praktisch nicht oder nur unwesentlich verändert Durch die iiach hinten abnehmende Wandstärke ergibt sich ein dem üblichen Eisansatz folgender Temperaturverlauf, sodaß au jedem Punkt der 'Tragfläche bzw. des zur Vereisung neigenden Teils der Tragfläche eine ausreichende Wärmekapazität zur Verfügung steht.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schale auf ihrer dem Flugzeugteil zugekehrten Innenseite mehrere Nuten auf, in welche die Widerstandsheizkörper eingelegt sind. Diese Nuten können in ichtung der Längsausdehnung des Flugzeugteils, beispielsweise in Richtung der Längsachse der Tragfläche angeordnet sein4 Damit ist auch iiber die Längsausdehnung des Flugzeugteils eine gleichmäßige Wärmeabgabe sichergestellt. Statt dieser Ausführungsform können die Widerstandsheizkörper auch in die Schale vollständig eingebettet sein.
• Die Schale weist bei einer bevorzugten Ausführungform eine Wandstärke bis etwa 3 mm auf. Dabei sind weiterhin mit Vorzug die Widerstandsheizkörper als Miniatur - Hohrheizkörper mit einem Durchmesser bis etwa 2 mm ausgebildet. Solche Rohrheizkörper zeichnen sich gegeniiber normalen Widerstandsheizdrähten durch ihre größere Wärmekapazität und ihre größere spezifische Wärmebelastung sowie größere mechanische Stabilität aus. Diese Miniatur - Rohrheizkörper können bei guter Wärmeleitung relativ hoch, beispielsweise bis 150 Wat-t pro culG belastet werden.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierbei zeigen: Vig. 1 ein Tragflächenprofil mit aufgesetzter lleizvorrichtung und rig. 2 eine Ausführungsform für ein Schaltbild der iieizeinrichtullg.
• auf die ausschnittsweise dargestellte Tragfläche 1 bzw. den von Eis freizuhaltenden Flugzeugteilen ist eine wärmeisolierende Schicht 2 beispielsweise durch Aufkleben, Aufspritzen od. dgl. aufgebracht. Die gefährdeten Abschnitte des Tragflächenprofils 1 bzw. die darauf aufgebrachte wärmeisolierende Schicht 2 sind von einer Schale 3 eingehüllt. Die Schale 3 bildet einen Wärmeleiter und ist z.ß. aus Aluminium oder einem wirkungsgleichen Wärmeleiter hergestellt. Sie kann aus Blech bestehen und auf die Tragfläche aufgebogen oder auch als Formteil dein Tragflächenprofil angepaßt sein.
• Die Schale 3 weist an ihrer Innenseite meilrere längs der Tragfläche verlaufende Nuten 4 auf, in die je ein Miriatur-Rohrheizkörper 5 eingelegt ist. Diese Rohrheizkörper bestehen beispielsweise aus einem Chrom-Nickel-Widerstandsheizdraht, der zentrisch in einem Nickelrohr liegt, wobei der Rohrinnenraum mit Magnesiumoxyd-Pulver od. dgl. gefüllt ist. Diese Miniatur-Rohrleizkörper können mit sehr geringem Durchmesser von beispielsweise 2 miii ausgelegt werdeIi, so daß die gesamte Schichtstärke der Vorrichtung nur zwischen 2,5 und 3 mm beträgt. Die strömungstechllischen Eigenschaften der Tragfläche' werden demzufolge nicht wesentlich beeinflußt. werner ist in der Schale 3 oder im Grenzder bereich zwischen ihr und/Isolierschicht 2 ein Temperaturfühler 6, z.B. in Form eines Kapillarrohrs angeordnet.
• Die Schale 3 ist an der Tragfläche 1 durch Nieten, Kleben od. dgl0 befestigt.
• Wie in der Zeichnung erkeiinbar weist die Schale 3 eine vom Profilscheitel des Tragfläche 1 nach hinten abnehmende Wandstärke auf, wodurch dem Profilverlauf des Eisansatzes Rechnung getragen bzw. eine gleichmäßige Wärmeabgabe über den gefährdeten Bereich gewährleistet ist.
• In Fig. 2 ist schematisch ein Schaltbild für die Vorrichtuiig gem. lig. 1 angedeutet. lfierbei können ein oder mehr Rohrheizkörper 13 an das bordnetz über einen Schalter 10 angeschlossen sein. Der Schalter 10 läßt sich bei jedarf willkürlich schließen, so daß die Rohrheizkörper 13 als Grundleistullg eingeschaltet werden. Parallel dazu liegen ein oder mehr Rohrheizkörper 14 unter Zwischenschaltung eines Termostaten 12, der beispielsweise von dem in Fig.
• angedeuteten Temperaturfühler 6 betätigt wird. Die durch die iLohrheizkörper 14 gegebene Zusatzleistung wird also autornatisch bei Bedarf zugeschaltet.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Verhinderung der Eisbildung an Flugzeugteilen, z.B. Tragflächen, Propeller, Rotorblätter odO dgl., mittels elektrischer Widerstandsheizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizkörp er (5) zumindest teilweise in einer das Flugzeugteil (i) teilweise einhüllenden Schale (3) aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit eingebettet sind.

2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (3) aus Aluminiumblech oder einem Aluminiumformteil gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspriiche 1 oder 2 für Tragflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (3) eine dem Anströiiiprofil der Tragfläche (i) angepaßte Form und eine vom Profilscheitel nach hinten abnehmende Wandstärke aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (3) auf ihrer dem Flugzeugteil (1) zugekehrten Innenseite mehrere Nuten (4) aufweist, in die die Widerstandsheizkörper (5) eingelegt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nuten (4) in Richtung der Längsausdehnung des Flugzeugteils (1) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (3) eine Wandstärke bis etwa 3 mm aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizkörper (5) als Miniatur-Rohrheizkörper mit einem Durchmesser bis etwa 2 mm ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der ansnriiche 1 bis 7, dadurch gekennzeicflnet, daß zwischen der Schale (3) und dem Flugzeugteil (1) eine wärmeisolierende Schicht (2) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an der Schale (3) ein Temperaturfühler zur Regelung der Eillschaltdauer und/oder der Leistung der Widerstandsheizkörper (5) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (3) mechanisch oder durch Kleben an dem l'lugzeugteiI (1) befestigt ist.

11. Vorrich-twig Flach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder meht Widerstandsheizkörper (13) mit einer Grundleistung willkürlich eins chaltbar und ein oder mehr weitere Wicderstaldslleizkörper (14) über den Temperaturfühler (6) zuschaltbar sind.

L e e r s e i t e