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Feb 02, 2024

Aeronave Anti

Centro de Pesquisa John H. Glenn Aquecedores de resistência elétrica aprimorados para evitar o acúmulo de gelo nas superfícies das aeronaves estão em desenvolvimento. O principal mercado pretendido para estes

Centro de Pesquisa John H. Glenn

Aquecedores de resistência elétrica aprimorados para evitar o acúmulo de gelo nas superfícies das aeronaves estão em desenvolvimento. O principal mercado pretendido para estes aquecedores é o de pequenos aviões e helicópteros monomotores e bimotores, a maioria dos quais não foram equipados com aquecedores antigelo porque os pesos e custos de tais aquecedores os tornaram impraticáveis. Espera-se que os aquecedores melhorados acrescentem muito pouco ao peso das aeronaves e, quando produzidos em massa, custem cerca de metade do preço dos sistemas anti-gelo de design anterior. A aeronave poderia ser equipada com alternadores de alta potência para fornecer a energia elétrica adicional necessária para os aquecedores.

Nos atuais sistemas em desenvolvimento, os elementos de aquecimento são feitos de folha de grafite expandida, que é flexível, tem uma resistividade elétrica entre 6 × 10–4 e 10 × 10–4 Ω⋅cm, tem uma condutividade térmica próxima à do latão, e está disponível em uma variedade de espessuras. Normalmente, a folha em um aquecedor deste tipo é laminada entre (1) uma folha isolante de borracha ou plástico em contato com a superfície da aeronave e (2) uma camada externa termicamente condutora e protetora de poliuretano ou poliamida com uma espessura entre 0,001 pol. (≈0,03 mm) e 0,010 pol. (≈0,25 mm). O laminado aquecedor pode ser formado como uma fita monolítica (ver Figura 1) que pode ser facilmente colada a uma área de superfície de aeronave onde é necessária proteção contra formação de gelo.

O laminado/fita aquecedor para uma determinada área não precisa ter mais do que dois contatos elétricos e não há necessidade de controladores complexos para zoneamento: em vez disso, as variações espaciais da densidade de potência necessárias para o derramamento de gelo mais eficaz podem ser obtidas através de variações espaciais de resistência elétrica da folha efetuada pelo uso de diferentes espessuras e/ou diferentes densidades de folha de grafite expandida. Por exemplo, um projeto preferido exige um aquecedor disposto ao longo da área do bordo de ataque de uma asa (ver Figura 2). O aquecedor conteria um elemento de aquecimento de folha única compreendendo (1) uma faixa divisória central de maior espessura ao longo da linha de estagnação em que a densidade de potência seria alta o suficiente para manter a temperatura acima de congelamento e (2) zonas de desprendimento em ambos os lados (a jusante) da tira divisória onde a espessura da folha de grafite e a densidade de potência seriam inferiores em uma quantidade que tornaria a densidade de potência pelo menos 3 a 5 vezes menor do que na tira divisória.

Testes em túnel de vento gelado demonstraram a eficácia do conceito de faixa de separação/zona de derramamento. Testes em túnel de vento com gelo também mostraram que, em comparação com aquecedores antigelo metálicos, os aquecedores experimentais de folha de grafite expandida são 3 a 5 vezes mais eficientes.

Este trabalho foi realizado por Robert Rutherford da EGC Enterprises, Inc., paraCentro de Pesquisa Glenn.

Perguntas relativas aos direitos para o uso comercial desta invenção devem ser dirigidas a

Consulte LEW-16895.

Este artigo apareceu pela primeira vez na edição de outubro de 2002 da NASA Tech Briefs Magazine.

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