Warum sind einige Teile der Flügel nicht durch das Flügel-Anti-Eis-System in der B737 geschützt?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieses Bild ist eine Erklärung zum Flügel-Anti-Eis-System der B737. Wie Sie sehen, schützt das System die äußeren Vorflügel und die Vorderkantenklappen nicht vor Vereisung. Weiß jemand warum? Liegt es daran, dass Vereisung auf diesen Oberflächen ungefährlich ist, oder liegt es an einigen Einschränkungen, die die im Flügel-Anti-Eis-System verwendete Zapfluft betreffen?

Gute Frage! Ich habe das FCOM überprüft: Es bestätigt, dass dies der Fall ist, aber es sagt nicht, warum. Hier ist ein Bild der Außenbordlamelle, die tatsächlich vereist.
Ich habe irgendwo gelesen, dass es auch beim A380 der Fall war (ich muss diese Quelle finden).
@ManuH Du hast Recht. Aus dem FCOM: "Der A380 ist aufgrund der Größe und Dicke seiner Flügel weniger von Vereisung betroffen als kleinere Flugzeuge. Daher ist Vorflügel 4 der einzige Teil der Vorderkante, der enteist ist."
@Manu H Vielen Dank für die Informationen. Überraschenderweise ist beim A380 nur der Vorflügel 4 enteist. Ich habe keine Ahnung, wie viele Vorflügel beim A380 verwendet werden, aber die Tatsache, dass nur der Vorflügel 4 "aufgrund seiner Größe und der Dicke seiner Flügel" enteist wird, scheint darauf hinzudeuten, dass die Aerodynamik auch beim Flügelabwehr der B737 eine größere Rolle spielt Eisdesign.
@Bianfable ja Icing mag scharfe spitze Projektionen und wenn ein LE-Radius groß genug ist, müssen Sie ihn nicht anti-ice. Was die Außenborder-Lamellen betrifft, so liegt es meiner Meinung nach daran, dass kein Querruder dahinter ist, aber ich bin mir nicht sicher, warum. Sie können auch vermeiden, das Höhenleitwerk zu enteisen, indem Sie die Oberfläche groß genug machen, um mit einer Eislast zu funktionieren.
@John K Das scheint eine faire Vermutung zu sein, aber ich bin mir nicht sicher, was Sie glauben lässt, dass die Lamelle ohne ein Querruder dahinter keinen Schutz vor Vereisung benötigt.
Das nach unten gerichtete Querruder ändert den Sturz und den effektiven Einfall, sodass das nach unten gerichtete Querruder einen lokalen Strömungsabriss auslösen kann, wenn sich der AOA am Rand befindet. Aus diesem Grund werden die Schüler darauf trainiert, die Verwendung des Querruders zu vermeiden, um die Flügel während des Strömungsabrisses gerade zu halten - beim Strömungsabriss rollt das Flugzeug in das nach unten gerichtete Querruder - obwohl die meisten modernen Flugzeuge so gutartig sind, dass Sie dies ohne negative Auswirkungen tun können. Ich gehe davon aus, dass sie beim Testen festgestellt haben, dass Eis auf diesem Abschnitt des Flügels keine Kontrollprobleme verursacht, sodass sie ein paar Pfund sparen konnten, indem sie die Wärme an diesem LE eliminierten.
@JohnK "Icing mag scharfe, spitze Projektionen und wenn ein LE-Radius groß genug ist, müssen Sie es nicht anti-ice" Warum ist das so? Ein Staupunkt (Linie) ist immer noch eine Staulinie, unabhängig von der LE-Krümmung.
@StuartBuckingham Es gibt einen Begriff "Sammeleffizienz", der die Fähigkeit von Formen beschreibt, unterkühltes Wasser auf eine Oberfläche auftreffen und gefrieren zu lassen. Je größer die Luftstromstörung aufgrund von Stumpfheit, desto größer die Strömungsabweichung um das Objekt herum, die Sammeleffizienz sinkt. Es scheint ziemlich kontraintuitiv zu sein, aber jeder Kurs, den Sie belegen, der Flugzeugvereisung behandelt, lehrt dies. Es ist normalerweise eine ATPL-Prüfungsfrage. Ich denke, das hat mit der Tatsache zu tun, dass die größere "Bugwelle", die man sagen könnte, einer stumpfen Oberfläche dazu neigt, die Tröpfchen mehr über die Oberfläche zu tragen.
Danke @JohnK. Scheint sehr kontraintuitiv.

Antworten (1)

Auf die Frage, warum etwas in einem bestimmten Flugzeug vorhanden ist oder nicht, gibt es immer zwei Antworten: die eine betrifft die Regulierung und die andere die praktische Anwendung.

FAR § 25.1419 , Eisschutz, beschreibt die Zertifizierungsanforderung, um Transportkategorieflüge in bekannte Vereisung zuzulassen. Es sind keine bestimmten Teile des Flugzeugs aufgeführt, nur das

(a) Es muss eine Analyse durchgeführt werden, um festzustellen, dass der Eisschutz für die verschiedenen Komponenten des Flugzeugs angemessen ist, wobei die verschiedenen Betriebskonfigurationen des Flugzeugs zu berücksichtigen sind; Und

(b) Um die Eisschutzanalyse zu überprüfen, auf Vereisungsanomalien zu prüfen und nachzuweisen, dass das Eisschutzsystem und seine Komponenten wirksam sind, müssen das Flugzeug oder seine Komponenten in den verschiedenen Betriebskonfigurationen bei gemessener natürlicher atmosphärischer Vereisung im Flug getestet werden Bedingungen und, sofern erforderlich, durch eines oder mehrere der folgenden Mittel ...

Die aufgeführten Mittel und deren Erklärung in verschiedenen Beratungsrundschreiben sind streng, so dass das Fehlen eines Vereisungsschutzes für die Vorderkanten der 737-Flügelspitzen und -wurzeln als ausreichend bescheinigt wird. Dies mag offensichtlich erscheinen, aber es ist bekannt, dass Vorschriften eine bestimmte Lösung für ein Problem spezifizieren und möglicherweise eine Zertifizierung ohne teure Tests ermöglichen könnten, wenn beispielsweise mindestens die mittleren 50 % des Flügels eine bestimmte Art von Anti-Eis installiert hätten .

Da die Regs für diese spezielle Lösung nicht zuständig sind, schauen wir auf die praktische Anwendung. Bleed Air Anti-Ice ist schwer, teuer und reduziert die Motorleistung. Flugzeuge tragen nichts, was sie nicht brauchen, daher stellt sich die Frage: Wenn Sie einen ganzen Flügel benötigen, damit ein Flugzeug fliegen kann, warum müssen Sie dann nur einen halben Flügel vor Eisansatz schützen, und warum wählen Sie den Mittelteil?

Die Antwort auf den ersten Teil dieser neuen Frage hat mit der kritischen Flugphase zu tun, die in diesem Fall der Start ist. Das Flugzeug ist schwer, langsam und benötigt möglicherweise jedes bisschen Flügel und verfügbare Triebwerksleistung. Das Umleiten von Umgehungsluft zum Erhitzen des Flügels an diesem Punkt ist doppelt strafbar. Der Grund, warum dies nicht erforderlich ist, liegt darin, dass angenommen wird, dass der Flügel (und die Steuerflächen) durch Geräte am Boden enteist/enteist wurden. Ab 1981 konnte Zapfluft zum Erhitzen der Lamellen während des Bodenbetriebs in der 737 verwendet werden und wurde automatisch deaktiviert, wenn sich die Triebwerke der Startleistung näherten.

§ 121.629 Betrieb unter Vereisungsbedingungen

(b) Niemand darf ein Luftfahrzeug starten, wenn Frost, Eis oder Schnee an den Flügeln, Steuerflächen, Propellern, Triebwerkseinlässen oder anderen kritischen Oberflächen des Luftfahrzeugs haften oder wenn der Start nicht in Übereinstimmung mit Absatz () erfolgen würde. c) dieses Abschnitts.

Um diese Regel ohne Bodenenteisung zu erfüllen, müssten Sie zwei Drittel der Flugzeugoberfläche einschließlich der gesamten Tragfläche beheizen, was völlig unpraktisch ist. Die Annahme von Bodenenteisung/Anti-Eis ermöglicht die Konstruktion von Anti-Eis an Bord, um davon auszugehen, dass ein übermäßiger Auftrieb verfügbar ist und Sie nicht mehr den gesamten Flügel benötigen. Bei der 737 brauchen Sie nur die Hälfte der Tragfläche zu schützen.

Warum also die mittleren 50 %? Es ist nicht immer nur das Zentrum, und die Motorleistung ist (vermutlich) der Grund.

Die Außenbordlatte der NG-Serie hat keine Flügel-Anti-Eis-Einrichtung (siehe Foto), von der angenommen wird, dass sie auf übermäßige Entlüftungsanforderungen zurückzuführen ist. Im Juni 2005 wurde jedoch bekannt gegeben, dass die 737-MMA über die gesamte Spannweite geharkte Flügelspitzen mit Anti-Eis haben wird. Dies liegt daran, dass die MMA lange Zeit auf Patrouille auf niedriger Ebene verbringen wird, wo sie Vereisungsbedingungen ausgesetzt sein wird.

vereiste Außenlatte

Die 737-MMA (Mult-imission Maritime Aircraft) ist eine modifizierte kommerzielle 737-Flugzeugzelle, bekannt als P8 Poseidon und beschrieben als

„Ein bisschen JSTARS (Joint Surveillance Acquisition Radar System), ein bisschen AWACS und ein bisschen MC2A (Multirole Command and Control), aber mit der zusätzlichen Fähigkeit, ein U-Boot zu töten.“

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein weiteres einzigartiges Merkmal der P-8A sind die geneigten Flügelspitzen. Diese sowie die horizontalen und vertikalen Stabilisatoren werden durch elektromechanische Ausstoß-Enteisungssysteme (EMEDS) elektrisch enteist. EMEDS schüttelt das Eis von den Oberflächen, indem es Aktuatoren im Hohlraum hinter der Vorderkante verwendet. Sie können Eis dicker als 0,15 cm (0,06 Zoll) lösen.