¿Por qué no usamos recubrimientos hidrofóbicos (icefóbicos) en lugar de los métodos antihielo tradicionales?

Soy ingeniero de diseño en aviones GA y tuve una idea mientras volaba en condiciones de hielo el otro día. Sé que hay muchas maneras de lidiar con la acumulación de hielo (según el cuadro a continuación de esta publicación , muchas de las cuales son de naturaleza compleja y requieren más atención en el diseño y la operación en comparación con los recubrimientos pasivos).

¿Por qué no usamos recubrimientos hidrofóbicos (o más bien hielofóbicos) en lugar de usar los métodos más comunes como botas de deshielo, TKS o purga de aire? Creo que una tira de material hidrofóbico como esta Película de diagnóstico microfluídica de 3M™ o un aditivo de pintura hidrofóbica que cubriera el borde delantero funcionaría en la mayoría de los aviones de aviación general. Estoy seguro de que hay desventajas que no veo, de lo contrario se usaría mucho más.Tabla de métodos antihielo

Un material hidrofóbico exitoso debe ser capaz de soportar temperaturas de -50°; (en altitud) a 110° (en una rampa del desierto en el verano), y ser resistente contra escombros ligeros (polvo e insectos) que impactan a más de 100 mph, mientras se exponen a la contaminación corrosiva (derrames de combustible y aceite, incluso gotas diminutas). ¿Has considerado estos efectos?
@abelenky Buen punto, pero sí, he pensado en esto. Usamos mucho un material llamado speedtape en los aviones y solo varía el grosor y la dureza de la cinta en qué parte del avión se aplica. Uno suficientemente grueso (~.030-.050") debería ser suficiente para el abuso que se necesitará, sin mencionar que puede reemplazarlo a intervalos determinados.
@abelenky: Y tiene que durar 50 años o más. (O ser fácilmente reemplazable). La mayoría de los plásticos tienden a degradarse por la exposición prolongada a la luz solar.
-50 grados centígrados no serán suficientes. Acabo de volar sobre Groenlandia, hacía -66 grados C a 11000 pies.
@JoeBo, el producto al que proporcionó un enlace es hidrofílico , no fóbico.

Respuestas (2)

No tengo ninguna duda de que se ha realizado mucha experimentación con recubrimientos en aviones GA y, en la medida en que un recubrimiento funcionaría, el principal problema que veo es la degradación del recubrimiento por los rayos UV y la erosión. Es probable que un revestimiento deba restaurarse regularmente y probablemente sea demasiado costoso para la mayoría de los pilotos de GA tacaños.

La otra cosa es que el hielo claro que se forma rápidamente puede tender a sentarse en su lugar porque está "ahuecado" alrededor del borde delantero y una superficie antiadherente puede no ayudar, ya que la forma del hielo puede mantenerse más o menos mecánicamente en su lugar incluso si es incapaz de adherirse a la superficie. El hielo de escarcha que tiende a acumularse frente a la nariz del LE probablemente se desprendería mucho mejor de un revestimiento antiadherente.

En una nota al margen, su gráfico no incluye antihielo "evaporativo", que es un subtipo de antihielo calentado. En los jets, esto se usa a menudo con bordes de ataque duros (sin listones) debido a la necesidad de evitar el "hielo de retroceso". Un borde de ataque lo suficientemente caliente como para derretir el hielo, pero por debajo del punto de ebullición, permitirá que el agua fluya hacia atrás y se vuelva a congelar más atrás en la parte del ala que no tiene antihielo. Los sistemas antihielo en ese caso serán evaporativos, es decir, tan calientes que el agua se vaporiza inmediatamente al tocarla (como una plancha de vapor).

Estos sistemas antihielo funcionan a temperaturas de más de 105 °C. Un recubrimiento que podría evitar la adhesión del hielo de retroceso detrás del LE podría ser bastante útil y podría permitir que esas alas funcionen con sistemas de temperatura más baja (el calor causa estragos en la estructura del LE a largo plazo).

El hielo residual es tolerable en las alas de listones y esos sistemas antihielo funcionarán mucho más fríos, alrededor de 50 grados C.

En otra tangente, siempre me preguntaba por qué algunos chorros tenían colas horizontales antihielo y otros no. Resulta que no tienes que aplicar antihielo a la superficie si la haces lo suficientemente grande.

Y para muchos pilotos de GA, encontrar condiciones de formación de hielo es algo raro. En quizás 40 años de vuelo, me he encontrado con hielo exactamente una vez. (Durante el entrenamiento con instrumentos, con mi instructor).
El problema para los aviones GA sin certificado para luchar contra la formación de hielo conocida es que, si desea viajar alrededor de IFR, está prácticamente atrapado por debajo del nivel de congelación, lo que significa que en invierno solo puede volar en clima VFR de todos modos, o tal vez capas de nubes muy delgadas puedes pasar rápido.

la más fina de las películas de suciedad aceitosa sobre cualquier revestimiento antihumedad lo hará totalmente ineficaz. No hay forma en la práctica de mantener ese recubrimiento en un estado atomísticamente limpio.

¿Por qué no usamos recubrimientos hidrofóbicos (icefóbicos) en lugar de los métodos antihielo tradicionales?
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