¿Cómo funcionan los sistemas eléctricos antihielo?

¿Cómo funcionan para los aviones de hélice GA? Más específicamente, ¿cómo se implementa en el borde de ataque del ala y las palas de la hélice? Estoy más interesado en la mecánica de la calefacción eléctrica, no en la teoría o de dónde obtiene la energía (alternador o baterías).

¿Cuáles son los pros y los contras del antihielo eléctrico en comparación con otros sistemas?

Si no fueran viables, no se usarían @JoshFang
Esta es una pregunta muy amplia. Sistemas eléctricos antihielo de aeronaves, incluido el sensor de datos del aire (sondas de temperatura y presión, por ejemplo, sonda pitot), parabrisas, hélices y alas. Cada sistema tiene un diseño e implementación diferente. La respuesta directa a la pregunta formulada es: mediante el uso de resistencia de corriente CC o CA para calentar un material; cada sistema se implementa de acuerdo con los requisitos de diseño de ese sistema; y son viables. Esta pregunta debe limitarse a un diseño específico o subconjunto de diseños.
Gracias por la respuesta. Editado para reducir la pregunta.

Respuestas (2)

¿Cómo trabajan?

Se pasa una corriente eléctrica a través de un elemento calefactor integrado en el dispositivo que se necesita calentar. Por ejemplo, se pueden aplicar 115 VCA a un elemento calefactor de entre 5 y 300 ohmios (los valores de resistencia varían ampliamente según la aplicación de calefacción). El voltaje aplicado puede depender de un controlador que dictará cuánto voltaje se aplica.

Usando la Ley de Ohm básica, podemos deducir que el consumo de corriente de 115 VCA en una bobina de ejemplo de 60 ohmios sería de aproximadamente 1,9 A y la potencia de 220 W. Tenga en cuenta que este no es un cálculo estricto, ya que el ángulo de fase y otras variables pueden estar involucradas en un circuito de CA, pero lo suficientemente cerca... Esos 220 W se disipan como calor, lo que calienta el dispositivo.

Esto es prácticamente lo mismo en la mayoría de las aplicaciones comerciales y de GA.

¿Son viables?

Si por viable quiere decir "Funcionan, pero tienen fallas ocasionales que se encuentran dentro de una tasa razonable de expectativa", entonces sí, son viables.

Los aviones pequeños de GA han utilizado sistemas eléctricos antihielo en las alas y los planos de cola. El más común es ThermaWing, que consiste en un laminado calentado eléctricamente adherido a los bordes de ataque de las alas y el plano de cola. Están alimentados por un alternador separado impulsado por el motor. Tienen una ventaja sobre los métodos de deshielo químico como TKS en que no están limitados en el tiempo por la cantidad de químico de deshielo que se puede transportar a costa de una carga útil reducida debido al peso del alternador adicional más los manguitos de ala y otros equipos. . Según mi leal saber y entender, ThermaWing es un kit del mercado de accesorios de STC y no proporciona un vuelo contra formación de hielo conocido (FIKI) certificado, a diferencia de algunas aplicaciones de TKS.

El deshielo eléctrico de la hélice (hélices calientes) consiste en un manguito de goma aplicado a la mayoría de las secciones internas del borde de ataque de la pala de la hélice, cada una de las cuales contiene un elemento de calentamiento eléctrico debajo que podría derretir el hielo acumulado. Una vez más, compite directamente con los sistemas de deshielo químico que arrojan fluido de deshielo a lo largo de la pala de la hélice para derretir el hielo y tiene beneficios y desventajas similares al sistema ThermaWing.

El deshielo y desempañado del parabrisas generalmente se realiza con aire caliente de la cabina que proviene del aire exterior que pasa por el colector de escape y luego se ventila en la cabina o de un calentador de cabina dedicado que quema combustible, común en los gemelos. Todavía algunos aviones ligeros, como el BE58 Baron, utilizan secciones de parabrisas calentadas eléctricamente que consisten en una malla de elementos calefactores finamente tejida aplicada en el laminado transparente y pueden ser alimentados por el sistema eléctrico del avión.

Los puertos Pitot estáticos, las paletas de advertencia de pérdida y las ventilaciones de combustible también suelen utilizar elementos de calefacción eléctrica para evitar la acumulación de hielo que podría bloquear estos puertos y causar un mal funcionamiento de los instrumentos de vuelo primarios o provocar la falta de combustible de los motores.