DE202007006212U1

DE202007006212U1 - Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil

Info

Publication number: DE202007006212U1
Application number: DE200720006212
Authority: DE
Original assignee: WISMETH EDUARD
Current assignee: WISMETH EDUARD
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2017-04-28

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.

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.
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.
Weiterhin besteht das Problem, dass Eisansatz auch Lufteinlässe der Triebwerke so zusetzen kann, dass deren Kühlung beeinträchtigt oder unterbunden wird.
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.
Mit der abnehmenden aerodynamischen Wirksamkeit und dem abnehmenden Auftrieb geht mit einem Eisansatz zudem eine Gewichtserhöhung einher, welche die nachlassende Flugfähigkeit noch weiter beeinträchtigt.
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.
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.
Hauptsächlich bei Jetflugzeugen kommt ein Enteisungsverfahren zur Anwendung, bei dem die Tragflächenvorderkanten durch Erhitzung von innen eisfrei gehalten werden.
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.
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.
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.
Insbesondere bei Hubschraubern, deren Rotorblätter nur ein sehr dünnes und sensibles Profil haben, gilt der Einbau einer Enteisungsanlage herkömmlicher Art als technisch besonders schwierig.
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.
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.
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.
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.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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.
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.
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.

Claims

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.
Vereisungsgeschütztes Luftfahrzeugteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht eine letzte und äußere Lackschicht ist.
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.
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.