¿Cuándo y dónde se requiere antihielo para un vuelo supersónico?

¿Qué tan rápido necesita volar para que el calentamiento haga que el antihielo sea irrelevante?

La temperatura real del aire (TAT) que sentirá la piel de la aeronave se puede calcular a partir de la temperatura estática del aire (SAT) y el número de Mach:

$$\frac{\text{TAT}}{\text{SAT}} = 1 + \frac{\gamma - 1}{2} M^2 = 1 + \frac{1}{5} M^2$$

(usando$\gamma = 1.4$para aire). El SAT no suele bajar de -56,5 °C en la atmósfera estándar internacional , que es la temperatura habitual en la estratosfera inferior (donde vuelan la mayoría de los aviones supersónicos).

En números de Mach arriba$\sim 1.24$la TAT resultante estará por encima de los 10 °C, que normalmente se define como la temperatura superior, donde existen condiciones de formación de hielo.

¿Cómo depende de la parte de la aeronave? Presumiblemente, el borde de ataque es la primera parte que se calienta sin antihielo.

Sí, los bordes de ataque se calentarían más, pero también son la única parte de la aeronave que posiblemente podría acumular hielo. Las aeronaves que están certificadas para volar en condiciones conocidas de formación de hielo suelen tener sistemas de deshielo o antihielo en las entradas del motor, las hélices y los bordes de ataque de las alas, estabilizador vertical y horizontal. Pero no todos los aviones tienen estos sistemas en todas estas superficies porque no todos se ven afectados por igual. Ver, por ejemplo, estas preguntas:

• ¿Por qué solo algunas aeronaves requieren antihielo en la cola?
• ¿Por qué algunas partes de las alas no están protegidas por el sistema antihielo de las alas en el B737?

¿Son diferentes las condiciones de formación de hielo en altitudes típicas de supercrucero? ¿Hay agua significativa allí arriba?

La humedad suele ser bastante baja en la estratosfera, lo que significa que la formación de hielo no suele ser un problema aquí de todos modos:

Las masas de aire estratosférico muestreadas son secas, como se esperaba, con una humedad relativa media sobre agua del 12 % y sobre hielo del 23 %, respectivamente. Sin embargo, el 2% de los datos estratosféricos indican sobresaturación de hielo.

^{( Una ley de distribución de la humedad relativa en la troposfera superior y la estratosfera inferior derivada de tres años de mediciones MOZAIC )}

La mayoría de los fenómenos meteorológicos solo ocurren en la troposfera, lo que significa que vuelas por encima del clima (aunque las tormentas eléctricas pueden empujar las nubes a altitudes extremas).