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Jan 05, 2024

航空機アンチ

ジョン H. グレン研究センター 航空機表面への氷の蓄積を防ぐための改良された電気抵抗ヒーターの開発が進められています。 これらの主な対象市場

ジョン H. グレン研究センター

航空機表面への氷の蓄積を防ぐための改良された電気抵抗ヒーターが開発中です。 これらのヒーターの主な対象市場は、小型の単発および双発の飛行機やヘリコプターですが、その重量とコストのせいで実用的ではないため、そのほとんどには防氷ヒーターが装備されていません。 改良されたヒーターは航空機の重量にほとんど増加せず、大量生産された場合、コストは以前の設計の防氷システムの約半分になると予想されます。 航空機には、ヒーターに必要な追加電力を供給するための高出力オルタネーターが装備される可能性があります。

現在の開発システムでは、発熱体は膨張黒鉛箔でできており、柔軟性があり、電気抵抗率が 6 × 10-4 ～ 10 × 10-4 Ω・cm で、熱伝導率が真鍮に近く、さまざまな厚さでご利用いただけます。 通常、このタイプのヒーターのフォイルは、(1) 航空機の表面に接触する絶縁ゴムまたはプラスチック シートと、(2) 厚さ 0.001 インチのポリウレタンまたはポリアミドの外側熱伝導性保護層との間に積層されます。 (≈0.03 mm) および 0.010 インチ (≈0.25 mm)。 ヒーター積層体は、着氷に対する保護が必要な航空機の表面領域に容易に接着できるモノリシック テープとして形成できます (図 1 を参照)。

特定の領域のヒーター ラミネート/テープには電気接点が 2 つだけ必要であり、ゾーニングのための複雑なコントローラーは必要ありません。代わりに、最も効果的な氷の剥離に必要な電力密度の空間的変化は、空間的変化を通じて得ることができます。異なる厚さおよび/または異なる密度の膨張黒鉛箔の使用によって影響を受けるシート電気抵抗の変化。 たとえば、好ましい設計の 1 つは、翼の前縁領域に沿って配置されたヒーターを必要とします (図 2 を参照)。 ヒーターには、(1) よどみ線に沿ってより厚みのある中央の分割ストリップと、氷点以上の温度を維持するのに十分な電力密度を持つ、(2) 両側 (下流) の放出ゾーンで構成される単一のフォイル加熱要素が含まれます。グラファイト箔の厚さと電力密度が、電力密度が仕切板よりも少なくとも 3 ～ 5 倍低くなる量だけ低い仕切板の場合。

着氷風洞試験により、別れ目/剥離帯コンセプトの有効性が実証されました。 着氷風洞試験では、金属製の防氷ヒーターと比較して、実験用の膨張黒鉛箔ヒーターの効率が 3 ～ 5 倍高いことも示されています。

この作業は、EGC Enterprises, Inc. の Robert Rutherford によって行われました。グレン研究センター。

本発明の商業利用の権利に関するお問い合わせは、下記までご連絡ください。

LEW-16895 を参照してください。

この記事は、NASA Tech Briefs Magazine の 2002 年 10 月号に初めて掲載されました。

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