Ice and Rain

A320-A321 DIFFERENCES

Tecnico en Mantenimiento Aeronautico

ICE & RAIN CONTROL SYSTEM

Proteccion contra el hielo y la lluvia (ATA 30)

Objetivo:

Al final de esta sección los participantes serán capaces de describir los principios de operación de los sistemas de control de hielo y remoción de lluvia y explicar su importancia en la seguridad de una aeronave.

Sistema de Control de hielo

Hay dos tipos de sistemas de control de hielo:

Anti-icing system: los cuales previenen la formación de hielo

Deicing system: que remueve el hielo después de que se ha formado.

Sistema de control de hielo

Un sistema completo de control de hielo consiste de:

�Surface deicers

�Windshield ice control

�Powerplant ice control

�Brake deicers

�Heated pitot heads

Peligros de la formación de hielo durante un vuelo

Algunas aeronaves están certificadas para volar en condiciones de formación de hielo, pero en la práctica, el sistema de control de hielo de estas aeronaves solo dan el tiempo necesario para volar fuera de esas condiciones, no para permanecer deliberadamente en ellas, puesto que ninguna aeronave puede soportar una exposición permanente al congelamiento.

Tipos de hielo que se forman en la estructura de una aeronave

Rime ice: hielo rugoso que se forma cuando pequeñas gotas de agua se congelan al impactar con la aeronave. Este tipo de hielo distorsiona el suave flujo de aire, agrega peso a la aeronave, incrementa el arrastre y la velocidad de pérdida. Es relativamente fácil de romper con boots.

Tipos de hielo que se forman

Glaze ice: es la forma más peligrosa de congelamiento. Se forma en aeronaves volando a través de supercooled water o de freezing rain. Agrega una gran cantidad de peso y es difícil de remover usando boots.

Tipos de hielo que se forman en la estructura de una aeronave (cont)

Frost: depósitos de cristales de hielo que se forman por sublimación cuando la temperatura y el punto de condensación están por debajo de la temperatura de congelamiento. No agrega mucho peso, pero los cristales de hielo incrementan tanto el arrastre que puede volverse imposible continuar volando.

Efectos del hielo en una aeronave

Tipos de sistemas de control de hielo

Hay tres tipos principales de sistemas de control de hielo:

Ice detection systems

Anti-icing systems

Deicing systems

Ice detection systems

Hay varias zonas del avión que deben contar con un medio de detección de hielo y que no pueden verse desde la cabina

Para detectar visualmente la formación de hielo en las alas los aviones traen luces que iluminan el leading edge

Ice detection systems (cont)

También existen detectores electrónicos, que son pequeñas sondas que vibran a una determinada frecuencia. Si se forma hielo sobre la sonda, cambia la frecuencia de sus vibraciones, lo que alerta al sistema de la presencia de hielo.

Se utilizan pequeños calefactores para derretir el hielo de las sondas a fin de que puedan continuar vibrando a la misma frecuencia y, por tanto, detectando la formación de hielo

Anti-icing systems

Hay áreas críticas en una aeronave donde no debe formarse hielo, tales como tubos pitot, parabrisas, algunas antenas, entradas de aire de las turbinas y objetos delante de esas entradas.

Estos sistemas previenen la formación de hielo en esas zonas por medios eléctricos, térmicos y químicos.

Deicing systems

Los componentes para los cuales no resulta adecuado usar anti-icing son protegidos con deicing systems.

Se permite que se forme hielo y luego es separado de la superficie y retirado por el mismo flujo de aire.

La mayoría de las superficies aerodinámicas utilizan este tipo de sistemas

Pitot-Static System Ice Protection

Las entradas de aire de los tubos pitot instalados en un avión pueden ser obstruidos por el hielo, por lo que cuentan con calefactores eléctricos para evitar que esto suceda

El calefactor solo debe activarse en vuelo, o durante muy breves periodos en test operacionales, pues pueden producirse daños en el tubo por sobrecalentamiento

Windshield Ice Protection

Comúnmente se encuentran los siguientes tipos:

�parabrisas de doble panel con aire caliente fluyendo entre los paneles

�fluido anticongelante sobre la superficie exterior del parabrisas

�parabrisas calentados eléctricamente

Windshield ice protection (cont)

Los parabrisas están formados por varias capas de vidrio y viniltermoplástico con una película conductora en la cara interna del vidrio exterior

Windshield ice protection (cont)

Ralladuras superficiales, pequeñas grietas o astilladuras en el vidrio templado pueden causar tensión en el panel y romper la película conductiva.

Esto produce arcos eléctricos que generan puntos de calor, los cuales pueden distorsionar el funcionamiento del sistema de control de temperatura

Pneumatic Deicer System

Posee fundas hechas de caucho flexible o de un tejido recubierto de caucho unido al leading edge y al empenaje

Hay varios diseños de este sistema, poseen desde 3 hasta 10 tubos dispuestos en toda la envergadura del avión

Están divididos en pequeñas secciones que se inflan en forma simétrica para reducir al mínimo las perturbaciones causadas en el flujo de aire

Pneumatic deicer system (cont)

La superficie de los boots es eléctricamente conductora para que pueda disipar la estática que se forma al fluir aire sobre ella

Si no fuese así se acumularía suficiente voltaje para producir chispas que perforarían los tubos inflables

Three-spanwise-tube deicer boot

Cuando el sistema no esta operando, se utiliza succión para mantener los tubos desinflados y presionados contra el leading edge

Three-spanwise-tube deicer boot (cont)

Al activar el sistema se infla primero el tubo central del boot para romper el hielo.

Luego de unos segundos vuelve a desinflarse

Three-spanwise-tube deicer boot(cont)

Los dos tubos exteriores se inflan y levantan el hielo roto, de modo que es arrastrado por la corriente de aire

Mantenimiento del sistema neumático de descongelamiento

Verificación del funcionamiento

�Puede efectuarse encendiendo los motores o usando una fuente externa de aire caliente, con la precaución de no exceder la presión establecida para las pruebas del sistema

�Antes de encender el sistema hay que verificar que no se mueva ningún indicador

�Verificar la lectura de los indicadores de succión y de presión. La presión variará junto con el proceso de inflación y deflación de los tubos, el vacío se mantendrá relativamente estable

Mantenimiento del sistema neumático de descongelamiento (cont)

Verificación del funcionamiento

�Verificar que la secuencia de inflación concuerde con la indicada en el manual de mantenimiento

�Los tubos deben inflarse rápidamente y estar completamente vacíos antes de que se inicie un nuevo ciclo

Otras prácticas a seguir incluyen:

Ajustes

�Incluye el cableado de unión con el sistema de control, pressure relief valves y vacuum (suction) relief valves, las cuales liberan el exceso de presión en caso de que se produzca una falla en la válvula reguladora

Inspección

�Verificar la presencia de cortes, roturas, grietas o perforaciones

Otras prácticas a seguir incluyen:

Cuidados con los boots

�No arrastrar las mangueras de gasolina sobre ellos

�Mantenerlos libres de gasolina, aceite, grasa, suciedad y otras sustancias que puedan causar deterioro

�No apoyar las herramientas sobre los componentes del sistema

�Reparar inmediatamente al notar abrasión o deterioro

�Protegerlos con papel o canvas al momento de almacenarlos

Thermal ice control systems

Este sistema es operado en vuelo cuando se espera que ocurran condiciones de formación de hielo

Mantiene tibio el leading-edge con un flujo continuo de aire caliente

Thermal ice control systems (cont)

Algunos sistemas térmicos pueden ser usados tanto como deicers y anti-icers

Estos sistemas envían una cantidad mucho mayor de aire caliente, pero lo hacen por períodos más cortos, en una secuencia cíclica

Turbine engines ice protection

Las turbinas pueden sufrir serios daños si ingresan pedazos de hielo en el compreso, por lo que se usan sistemas anti-icing para evitar la formación de hielo adelante de la entrada del compresor

En tierra se puede formar hielo si se operan las turbinas a altavelocidad, la temperatura es de 45°F (7.2°C) y hay humedad en el aire. La alta velocidad de la entrada de aire disminuye la presión y la temperatura dando lugar a la formación de hielo

Water drain system ice protection

Las líneas de agua y de drenaje que están en áreas donde se exponen a bajas temperaturas son protegidas por mangueras calentadas eléctricamente, por listones o cubiertas con calefacción.

Todos los calefactores tienen termotastos que se usan para prevenir sobrecalentamiento

Ground deicing and anti-icing

Las regulaciones federales de aviación prohíben el despegue cuando hay nieve, hielo o escarcha adherida a la superficie de las alas

Estudios han demostrado que una acumulación de nieve, hielo o escarcha con grosor y rugosidad similar a un papel de lija medio o grueso reduce la sustentación en un 30% e incrementa el arrastre en un 40%

Ground deicing and anti-icing (cont)

Deicing es la remoción del hielo que se ha formado, y anti-icing es la protección de la superficie ante futuras formaciones de hielo

Antes del despegue los aviones son sometidos a ambos procesos

Para ello se utilizan FPD (Freezing-Point Depressant) tipo I, tipo II y tipo IV los cuales son hechos de propileno/dietileno y glicol etileno con ciertos aditivos

Ground deicing and anti-icing (cont)

El FPD tipo I posee baja viscosidad y se usa principalmente para deicing

El FPD tipo II posee agentes que permiten que se forme una película de fluido sobre el avión, la cual permanece en la superficie del fuselaje hasta el momento del despegue

El fluido tipo II proporciona mayor protección que el tipo I ante la formación de hielo, nieve o escarcha

Rain removal systems

Se usan para mantener los parabrisas libres de agua para que el piloto pueda ver durante la aproximación y para maniobrar en tierra

La lluvia se elimina de los parabrisas limpiando los vidrios con un limpiavidrios, sometiéndolos a una corriente de aire o usando repelentes químicos

Rain removal systems (cont)

Algunos sistemas usan limpiavidrios similares a los de los automóviles, con la diferencia de que están diseñados para soportar las enormes cargas generadas por la velocidad del avión

Los limpiavidrios del piloto y del copiloto son controlados independientemente para garantizar la visibilidad en al menos un lado al producirse una falla

Pueden ser controlados por motores eléctricos, actuadores hidráulicos o neumáticos

Poseen controles de velocidad y posición

No deben ser accionados en un vidrio seco, ya que podría producir ralladuras que lo volverían inutilizable

Otro método común es el empleo de aire caliente proveniente de la turbina

El aire es enviado sobre la superficie del vidrio, formando una barrera que evita que las gotas lleguen hasta el vidrio

Windshield Rain Repellant

En situaciones normales el agua se escurre sobre el vidrio dejando una delgada película de agua. Pero si se aplican ciertos químicos se consigue que el agua se escurra sin dejar restos, acumulándose únicamente en los bordes de donde es rápidamente desalojada por el aire

El repelente usa a la lluvia para facilitar su aplicación y no debe utilizarse en clima seco, pues el agente es muy denso y puede reducir la visibilidad

Si accidentalmente se acciona el sistema en seco o con lluvia muy suave debe limpiarse lo más pronto posible con abundante agua, pues puede causar corrosión en el fuselaje

Fin Fin Fin Fin

Ice and Rain

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