Warum verwenden wir keine hydrophoben (eisabweisenden) Beschichtungen anstelle herkömmlicher Anti-Eis-Methoden?

Ich bin Konstrukteur bei GA-Flugzeugen und hatte neulich einen Gedanken, als ich unter Vereisungsbedingungen flog. Ich weiß, dass es viele Möglichkeiten gibt, wie wir mit Eisbildung umgehen (siehe Tabelle unten in diesem Beitrag ), von denen viele komplexer Natur sind und im Vergleich zu passiven Beschichtungen mehr Aufmerksamkeit bei Design und Betrieb erfordern.

Warum verwenden wir keine hydrophoben (oder eher eisabweisenden) Beschichtungen, anstatt die gebräuchlicheren Methoden wie Deice Boots, TKS oder Bleed Air zu verwenden? Ich würde denken, dass ein Streifen aus hydrophobem Material wie dieser 3M™ Microfluidic Diagnostic Film oder ein hydrophober Farbzusatz, der die Vorderkante bedeckt, bei den meisten Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt funktionieren würde. Ich bin mir sicher, dass es Nachteile gibt, die ich nicht sehe, sonst würde es viel mehr verwendet werden.Diagramm der Anti-Eis-Methoden

Ein erfolgreiches hydrophobes Material muss Temperaturen von -50 °C standhalten. (in der Höhe) bis 110° (auf einer Wüstenrampe im Sommer) und widerstandsfähig gegen leichte Trümmer (Staub und Insekten) sein, die mit über 100 Meilen pro Stunde aufprallen, während sie korrosiven Verschmutzungen (Kraftstoff- und Ölverschmutzungen, selbst nur winzige Tropfen) ausgesetzt sind. Haben Sie diese Auswirkungen berücksichtigt?
@abelenky Guter Punkt, aber ja, ich habe darüber nachgedacht. Wir verwenden häufig ein Material namens Speedtape in Flugzeugen, und Sie variieren einfach die Dicke und Härte des Klebebands, an welchem ​​​​Teil des Flugzeugs es angebracht wird. Eine ausreichend dicke (~.030-.050") sollte für den Missbrauch ausreichen, ganz zu schweigen davon, dass Sie sie in bestimmten Abständen ersetzen können.
@abelenky: Und es muss 50 Jahre oder länger halten. (Oder leicht austauschbar sein.) Die meisten Kunststoffe neigen dazu, sich bei längerer Sonneneinstrahlung zu zersetzen.
-50 Grad Celsius werden nicht ausreichen. Gerade über Grönland geflogen, es war -66 Grad C auf 11000 Fuß.
@JoeBo Das Produkt, zu dem Sie einen Link bereitgestellt haben, ist hydrophil , nicht -phob.

Antworten (2)

Ich habe keinen Zweifel daran, dass mit Beschichtungen auf GA-Flugzeugen viel experimentiert wurde, und in dem Maße, in dem eine Beschichtung funktionieren würde, sehe ich das Hauptproblem in der Verschlechterung der Beschichtung durch UV-Strahlung und Erosion. Eine Beschichtung müsste wahrscheinlich regelmäßig erneuert werden und wäre für die meisten engstirnigen GA-Piloten wahrscheinlich zu teuer.

Die andere Sache ist, dass klares Eis, das sich schnell bildet, dazu neigen kann, an Ort und Stelle zu bleiben, weil es um die Vorderkante herum "gewölbt" ist und eine Antihaftoberfläche möglicherweise nicht hilft, da die Eisform mehr oder weniger mechanisch an Ort und Stelle gehalten werden kann, selbst wenn sie es ist kann nicht wirklich an der Oberfläche haften. Raureifeis, das dazu neigt, sich vor der Nase des LE anzusammeln, würde sich wahrscheinlich viel besser von einer Antihaftbeschichtung lösen.

Nebenbei bemerkt, Ihr Diagramm enthält kein "Verdunstungs"-Anti-Eis, das eine Unterart von erhitztem Anti-Eis ist. Bei Jets wird dies häufig mit harten (nicht gelatteten) Vorderkanten verwendet, da "Rücklaufeis" vermieden werden muss. Eine Vorderkante, die heiß genug ist, um Eis zu schmelzen, aber unter dem Siedepunkt, lässt das Wasser zurückfließen und weiter hinten auf dem nicht vereisten Teil des Flügels wieder gefrieren. Anti-Eis-Systeme sind in diesem Fall verdunstend, dh so heiß, dass Wasser sofort verdampft, wenn es berührt wird (wie ein Dampfbügeleisen).

Solche Anti-Eis-Systeme laufen bei Temperaturen von über 105 °C. Eine Beschichtung, die das Anhaften von Rücklaufeis hinter dem LE verhindern könnte, könnte sehr nützlich sein und es diesen Flügeln ermöglichen, Systeme mit niedrigeren Temperaturen zu betreiben (die Hitze schadet der LE-Struktur auf lange Sicht).

Rücklaufeis ist auf Lattenflügeln tolerierbar und diese Anti-Eis-Systeme laufen viel kühler, etwa 50 ° C.

Bei einer weiteren Tangente habe ich mich immer gefragt, warum einige Jets horizontale Leitwerke anti-vereisten und andere nicht. Es stellt sich heraus, dass Sie die Oberfläche nicht enteisen müssen, wenn Sie sie groß genug machen.

Und für viele GA-Piloten ist die Begegnung mit Vereisungsbedingungen eine seltene Sache. In vielleicht 40 Jahren des Fliegens bin ich genau einmal auf Eis gestoßen. (Während der Instrumentalausbildung, mit meinem Lehrer dabei.)
Das Problem für GA-Flugzeuge ohne Zertifikat für den Kampf gegen bekannte Vereisung ist, dass Sie, wenn Sie IFR herumreisen möchten, ziemlich unter dem Gefrierpunkt stecken bleiben, was bedeutet, dass Sie im Winter sowieso nur bei VFR-Wetter oder vielleicht sehr dünnen Wolkenschichten fliegen können man kommt schnell durch.

Der dünnste ölige Schmutzfilm auf einer solchen Anti-Nässe-Beschichtung macht sie völlig wirkungslos. In der Praxis gibt es keine Möglichkeit, diese Beschichtung in einem atomistisch reinen Zustand zu halten.

Warum verwenden wir keine hydrophoben (eisabweisenden) Beschichtungen anstelle herkömmlicher Anti-Eis-Methoden?
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