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Jan 05, 2024

Aviones Anti

Centro de Investigación John H. Glenn Se están desarrollando calentadores de resistencia eléctrica mejorados para prevenir la acumulación de hielo en las superficies de los aviones. El principal mercado previsto para estos

Centro de investigación John H. Glenn

Se están desarrollando calentadores de resistencia eléctrica mejorados para prevenir la acumulación de hielo en las superficies de las aeronaves. El principal mercado previsto para estos calentadores es el de los pequeños aviones y helicópteros monomotores y bimotores, la mayoría de los cuales no han sido equipados con calentadores antihielo porque el peso y los costos de dichos calentadores los han hecho poco prácticos. Se espera que los calentadores mejorados agreguen muy poco al peso de los aviones y, cuando se produzcan en masa, cuesten aproximadamente la mitad que los sistemas antihielo de diseño anterior. El avión podría equiparse con alternadores de alto rendimiento para suministrar la energía eléctrica adicional necesaria para los calentadores.

En los sistemas en desarrollo actuales, los elementos calefactores están hechos de lámina de grafito expandido, que es flexible, tiene una resistividad eléctrica entre 6 × 10–4 y 10 × 10–4 Ω⋅cm, tiene una conductividad térmica cercana a la del latón. y está disponible en una variedad de espesores. Normalmente, la lámina en un calentador de este tipo está laminada entre (1) una lámina aislante de caucho o plástico en contacto con la superficie de una aeronave y (2) una capa exterior térmicamente conductora y protectora de poliuretano o poliamida con un espesor de entre 0,001 pulgadas. (≈0,03 mm) y 0,010 pulg. (≈0,25 mm). El laminado calentador se puede formar como una cinta monolítica (ver Figura 1) que se puede adherir fácilmente a la superficie de una aeronave donde se necesita protección contra la formación de hielo.

El laminado/cinta calentadora para un área determinada no necesita tener más de dos contactos eléctricos y no hay necesidad de controladores complejos para la zonificación: en cambio, las variaciones espaciales de la densidad de potencia necesarias para un desprendimiento de hielo más efectivo se pueden obtener a través de variaciones espaciales. de resistencia eléctrica de la lámina efectuada mediante el uso de diferentes espesores y/o diferentes densidades de lámina de grafito expandido. Por ejemplo, un diseño preferido requiere un calentador dispuesto a lo largo del área del borde de ataque de un ala (ver Figura 2). El calentador contendría un elemento calefactor de lámina única que comprende (1) una tira de separación central de mayor espesor a lo largo de la línea de estancamiento en la que la densidad de potencia sería lo suficientemente alta como para mantener la temperatura por encima del punto de congelación y (2) zonas de desprendimiento en ambos lados (aguas abajo). de la tira de separación donde el espesor de la lámina de grafito y la densidad de potencia serían menores en una cantidad que haría que la densidad de potencia fuera al menos de 3 a 5 veces menor que en la tira de separación.

Las pruebas en túneles de viento helado han demostrado la eficacia del concepto de franja de separación/zona de separación. Las pruebas en túneles de viento con hielo también han demostrado que, en comparación con los calentadores antihielo metálicos, los calentadores experimentales de lámina de grafito expandido son de 3 a 5 veces más eficientes.

Este trabajo fue realizado por Robert Rutherford de EGC Enterprises, Inc., paraCentro de investigación Glenn.

Las consultas relativas a los derechos para el uso comercial de esta invención deben dirigirse a

Consulte LEW-16895.

Este artículo apareció por primera vez en la edición de octubre de 2002 de la revista NASA Tech Briefs.

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