Sistemas de controle de gelo
Chuva, neve e gelo são inimigos de longa data do transporte. Voar adicionou uma nova dimensão, principalmente no que diz respeito ao gelo. Sob certas condições atmosféricas, o gelo pode se formar rapidamente em aerofólios e entradas de ar. Nos dias em que há umidade visível no ar, o gelo pode se formar nas superfícies das aeronaves em altitudes onde as temperaturas congelantes começam. As gotículas de água no ar podem ser super-resfriadas abaixo de zero sem realmente se transformar em gelo, a menos que sejam perturbadas de alguma maneira. Esta ocorrência incomum é em parte devido à tensão superficial da gota de água que não permite que a gota se expanda e congele. No entanto, quando as superfícies da aeronave perturbam essas gotículas, elas imediatamente se transformam em gelo nas superfícies da aeronave.
Os dois tipos de gelo encontrados durante o vôo são claros e geados. Gelo claro se forma quando a porção líquida restante da gota de água flui sobre a superfície da aeronave, congelando gradualmente como uma camada lisa de gelo sólido. A formação ocorre quando as gotas são grandes, como na chuva ou em nuvens cumuliformes. O gelo claro é duro, pesado e tenaz. Sua remoção por equipamento de degelo é especialmente difícil.
Gelo de geada se forma quando as gotas de água são pequenas, como aquelas em nuvens estratificadas ou garoa leve. A porção líquida remanescente após o impacto inicial congela rapidamente antes que a gota tenha tempo de se espalhar sobre a superfície da aeronave. As pequenas gotículas congeladas prendem o ar dando ao gelo uma aparência branca. O gelo rime é mais leve do que o gelo claro e seu peso é de pouca importância. No entanto, sua forma irregular e superfície rugosa diminuem a eficácia da eficiência aerodinâmica dos aerofólios, reduzindo a sustentação e aumentando o arrasto. Gelo de gelo é quebradiço e mais facilmente removido do que gelo claro.
Uma mistura de glacê claro e geada pode se formar rapidamente quando as gotas de água variam em tamanho ou quando gotas de líquido se misturam com neve ou partículas de gelo. As partículas de gelo ficam embutidas no gelo claro, formando um acúmulo muito áspero, às vezes em forma de cogumelo nas bordas de ataque. Pode-se esperar a formação de gelo sempre que houver umidade visível no ar e a temperatura estiver próxima ou abaixo de zero. Uma exceção é a formação de gelo no carburador, que pode ocorrer durante o clima quente sem a presença de umidade visível.
A formação de gelo ou geada na aeronave cria dois perigos básicos: 1. A malformação resultante do aerofólio que pode diminuir a quantidade de sustentação. 2. O peso adicional e a formação desigual do gelo que pode causar desequilíbrio da aeronave, dificultando o seu controle.
Gelo suficiente para causar uma condição de voo insegura pode se formar em um período muito curto de tempo, portanto, algum método de prevenção ou remoção de gelo é necessário.
Efeitos de gelo
O acúmulo de gelo aumenta o arrasto e reduz a sustentação. Isso causa vibração destrutiva e dificulta as leituras verdadeiras do instrumento. As superfícies de controle ficam desequilibradas ou congeladas. As ranhuras fixas estão cheias e as ranhuras móveis encravadas. A recepção de rádio é prejudicada e o desempenho do motor é afetado. Gelo, neve e lama têm um impacto direto na segurança do voo. Não apenas por causa da sustentação degradada, desempenho de decolagem reduzido e/ou manobrabilidade da aeronave, mas quando pedaços se quebram, eles também podem causar falhas no motor e danos estruturais. Os motores montados na popa da fuselagem são particularmente suscetíveis a esse fenômeno de dano a objetos estranhos (FOD). Motores montados nas asas não são excluídos no entanto. O gelo pode estar presente em qualquer parte da aeronave e, quando se rompe, há alguma probabilidade de que possa entrar em um motor. O pior caso é que o gelo na asa se rompe durante a decolagem devido à flexão da asa e vai diretamente para o motor, levando a oscilação, vibração e perda total de empuxo. A neve leve que está solta nas superfícies das asas e na fuselagem também pode causar danos ao motor, levando a oscilação, vibração e perda de empuxo.
Sempre que são encontradas condições de gelo, as características de desempenho do avião se deterioram. O aumento do arrasto aerodinâmico aumenta o consumo de combustível, reduzindo o alcance do avião e dificultando a manutenção da velocidade. A diminuição da razão de subida deve ser antecipada, não apenas pela diminuição da eficiência da asa e da empenagem, mas também pela possível redução da eficiência das hélices e aumento do peso bruto. Manobras abruptas e curvas acentuadas em baixas velocidades devem ser evitadas porque o avião estola em velocidades acima das publicadas com acúmulo de gelo. Na aproximação final para pouso, o aumento da velocidade no ar deve ser mantido para compensar esse aumento da velocidade de estol. Após o pouso com acúmulo de gelo pesado, as distâncias de pouso podem ser até o dobro da distância normal devido ao aumento das velocidades de pouso.
Os sistemas de proteção contra gelo e chuva usados nas aeronaves evitam a formação de gelo nos seguintes componentes do avião:
• Bordas de ataque da asa
• Bordas de ataque do estabilizador horizontal e vertical
• Bordas de ataque do capô do motor
• Hélices
• Girador de hélice
• Sondas de dados aéreos
• Janelas do convés de voo
• Linhas e drenos do sistema de água e resíduos
• Antena
A figura fornece uma visão geral dos sistemas de proteção contra gelo e chuva instalados em uma grande aeronave da categoria de transporte. Nas aeronaves modernas, muitos desses sistemas são controlados automaticamente pelo sistema de detecção de gelo e pelos computadores de bordo.
Sistema Detector de Gelo
O gelo pode ser detectado visualmente, mas a maioria das aeronaves modernas possui um ou mais sensores detectores de gelo que avisam a tripulação de voo sobre as condições de gelo. Uma luz indicadora acende para alertar a tripulação de voo. Em alguns modelos de aeronaves, vários detectores de gelo são usados e o sistema de detecção de gelo liga automaticamente os sistemas WAI quando o gelo é detectado.
Prevenção de gelo
Vários meios para prevenir ou controlar a formação de gelo são usados hoje em aeronaves: 1. Aquecimento de superfícies com ar quente 2. Aquecimento por elementos elétricos 3. Quebra de formações de gelo, geralmente por botas infláveis 4. Aplicação química.
O equipamento é projetado para anti-gelo ou para degelo. O equipamento anti-gelo é ligado antes de entrar em condições de gelo e é projetado para evitar a formação de gelo. Uma superfície pode ser anticongelada mantendo-a seca, aquecendo-a a uma temperatura que evapore a água após o choque ou aquecendo a superfície apenas o suficiente para evitar o congelamento, mantendo-a molhada.
O equipamento de degelo é projetado para remover o gelo depois que ele começa a se acumular normalmente nas asas e nas bordas de ataque do estabilizador. O gelo pode ser controlado na estrutura da aeronave pelos métodos descritos na Figura.
Sistemas Anticongelamento Estabilizador de Asa e Horizontal e Vertical
Os bordos de ataque das asas, ou slats de bordo de ataque, e os bordos de ataque dos estabilizadores horizontais e verticais de muitas marcas e modelos de aeronaves possuem sistemas anti-gelo instalados para evitar a formação de gelo nesses componentes. Os sistemas anti-gelo mais comuns usados são termopneumáticos, termoelétricos e químicos. A maioria das aeronaves de aviação geral (GA) equipadas para voar em condições de gelo usam botas pneumáticas de degelo ou um sistema químico anti-gelo. Aeronaves de alto desempenho podem ter “asas chorosas”. Grandes aeronaves da categoria de transporte são equipadas com avançados sistemas termopneumáticos ou termoelétricos anti-gelo que são controlados automaticamente para evitar a formação de gelo.
Anticongelante Pneumático Térmico
Os sistemas térmicos utilizados com o objetivo de prevenir a formação de gelo ou para degelo dos bordos de ataque do aerofólio geralmente utilizam ar aquecido conduzido longitudinalmente ao longo do interior do bordo de ataque do aerofólio e distribuído ao redor de sua superfície interna. Esses sistemas antigelo termopneumáticos são usados para asas, lâminas de ponta, estabilizadores horizontais e verticais, entradas de motor e muito mais. Existem várias fontes de ar aquecido, incluindo ar quente sangrado do compressor da turbina, trocadores de calor de exaustão do motor e ar ram aquecido por um aquecedor de combustão.
Sistema anti-gelo de asa (WAI)
Os sistemas anti-gelo de asa térmica (WAI ou TAI) para jatos executivos e aeronaves da categoria de transporte de grande porte normalmente usam ar quente sangrado do compressor do motor. Quantidades relativamente grandes de ar muito quente podem ser retiradas do compressor, fornecendo uma fonte satisfatória de calor anti-gelo. O ar quente é encaminhado através de dutos, coletores e válvulas para os componentes que precisam ser anticongelados. A figura mostra um esquema típico do sistema WAI para um jato executivo. O ar de sangria é direcionado para cada borda de ataque da asa por um ejetor em cada área interna da asa. O ejetor descarrega o ar de sangria em tubos piccolo para distribuição ao longo da borda de ataque. O ar ambiente fresco é introduzido no bordo de ataque da asa por duas tomadas de ar embutidas em cada bordo de ataque da asa, uma na raiz da asa e outra perto da ponta da asa. Os ejetores arrastam o ar ambiente, reduza a temperatura do ar de sangria e aumente o fluxo de ar em massa nos tubos piccolo. O bordo de ataque da asa é construído de duas camadas de pele separadas por uma passagem estreita. O ar direcionado contra o bordo de ataque só pode escapar pela passagem, após o que é expelido ao mar através de uma abertura na parte inferior da ponta da asa.
Anticongelante Elétrico Térmico
A eletricidade é usada para aquecer vários componentes em uma aeronave para que o gelo não se forme. Este tipo de anti-gelo é normalmente limitado a componentes pequenos devido ao alto consumo de amperagem. O anti-gelo térmico elétrico eficaz é usado na maioria das sondas de dados aéreos, como tubos pitot, portas de ar estáticas, sondas TAT e AOA, detectores de gelo e sensores P2/T2 do motor. Linhas de água, drenos de águas residuais e algumas tampas de entrada de turboélices também são aquecidas com eletricidade para evitar a formação de gelo. As aeronaves da categoria transporte e de alto desempenho utilizam anti-gelo termoelétrico nos para-brisas.
Em dispositivos que usam anti-gelo termoelétrico, a corrente flui através de um elemento condutor integral que produz calor. A temperatura do componente é elevada acima do ponto de congelamento da água, de modo que o gelo não pode se formar. Vários esquemas são usados, como um fio de bobina interno, mantas ou fitas enroladas externamente, além de filmes condutores e juntas aquecidas. Segue uma discussão básica sobre o calor da sonda. O calor do pára-brisa e o anti-gelo portátil do calor da água são discutidos mais adiante neste capítulo. As botas de degelo da hélice, que também são usadas para antigelo, também são termoelétricas e discutidas neste capítulo.
Anticongelante Químico
O anti-gelo químico é usado em algumas aeronaves para anti-gelo nas bordas de ataque da asa, estabilizadores, pára-brisas e hélices. Os sistemas de asa e estabilizador são frequentemente chamados de sistemas de asa chorosa ou são conhecidos pelo nome comercial de sistemas TKS™. A proteção contra gelo é baseada no conceito de depressor do ponto de congelamento. Uma solução anticongelante é bombeada de um reservatório através de uma tela de malha embutida nas bordas de ataque das asas e estabilizadores. Acionado por um interruptor no cockpit, o líquido flui sobre as superfícies das asas e cauda, impedindo a formação de gelo à medida que flui. A solução se mistura com a água super-resfriada na nuvem, diminui seu ponto de congelamento e permite que a mistura flua da aeronave sem congelar. O sistema é projetado para anti-gelo, mas também é capaz de descongelar uma aeronave. Quando o gelo se acumula nas bordas de ataque, a solução anticongelante quebra quimicamente a ligação entre o gelo e a estrutura da aeronave. Isso permite que as forças aerodinâmicas levem o gelo para longe. Assim, o sistema limpa a fuselagem do gelo acumulado antes de fazer a transição para a proteção anti-gelo.
Sistemas de degelo de asa e estabilizador
Aeronaves GA e aeronaves do tipo turboélice frequentemente usam um sistema de degelo pneumático para quebrar o gelo depois que ele se formou nas superfícies de ponta. As bordas de ataque das asas e estabilizadores têm botas infláveis presas a eles. As botas se expandem quando infladas pela pressão pneumática, que quebra o gelo acumulado na bota. A maioria das botas são infladas por 6 a 8 segundos. Eles são esvaziados por sucção a vácuo. O vácuo é aplicado continuamente para manter as botas firmemente contra a aeronave enquanto não estiver em uso.
Fontes de Ar Operacional
A fonte de ar operacional para sistemas de inicialização de degelo varia com o tipo de motor instalado na aeronave. Aeronaves com motor alternativo normalmente usam uma bomba de ar acionada por motor dedicada montada na caixa de engrenagens de acionamento de acessórios do motor. O lado de sucção da bomba é usado para operar os instrumentos giroscópicos instalados na aeronave. Também é usado para manter as botas de deice apertadas na aeronave quando não estão infladas. O lado de pressão da bomba fornece ar para inflar as botas de degelo, que quebra o gelo que se formou na asa e nas bordas de ataque do estabilizador. A bomba funciona continuamente. Válvulas, reguladores e interruptores no cockpit são usados para controlar o fluxo de ar de origem para o sistema.
Ar de sangria do motor da turbina
A fonte de ar operacional de inicialização de degelo em aeronaves com motor de turbina é tipicamente ar de sangria do(s) compressor(es) do motor. Um volume relativamente baixo de ar de forma intermitente é necessário para operar as botas. Isso tem pouco efeito na potência do motor, permitindo o uso de ar de sangria em vez de adicionar uma bomba de ar separada acionada pelo motor. Válvulas controladas por interruptores no cockpit fornecem ar para as botas quando solicitado.
Sistema de inicialização de degelo pneumático para aeronaves GA
As aeronaves GA, especialmente os modelos bimotores, são comumente equipadas com sistemas de degelo pneumático. As botas de borracha são presas com cola nas bordas principais das asas e estabilizadores. Estas botas têm uma série de tubos infláveis. Durante a operação, os tubos são inflados e desinflados em um ciclo alternado. Essa inflação e deflação faz com que o gelo rache e se quebre. O gelo é então levado pela corrente de ar. As botas usadas em aeronaves GA normalmente inflam e desinflam ao longo do comprimento da asa. Em aeronaves turboélice maiores, as botas são instaladas em seções ao longo da asa com as diferentes seções operando alternadamente e simetricamente em torno da fuselagem. Isso é feito para que qualquer distúrbio no fluxo de ar causado por um tubo inflado seja reduzido ao mínimo, inflando apenas seções curtas em cada asa de cada vez.
Sistema de degelo para aeronaves turboélice
A figura mostra um sistema de degelo pneumático usado em uma aeronave turboélice. A fonte de ar pneumático é o ar de sangria do motor, que é usado para inflar duas botas de asa internas, duas botas externas e botas estabilizadoras horizontais. O ar de sangria adicional é encaminhado através da válvula de degelo do freio para os freios. Um interruptor de três posições controla o funcionamento das botas. Este interruptor é carregado por mola para a posição central OFF. Quando o gelo se acumular, o interruptor deve ser selecionado para a posição de ciclo único (para cima) e liberado. O ar de sangria regulado por pressão dos compressores do motor fornece ar através de unidades de controle de fluxo de ar de sangria e válvulas de corte pneumáticas para um conjunto de controle pneumático que infla as botas de asa. Após um período de inflação de 6 segundos, um temporizador eletrônico comuta o distribuidor no conjunto de controle para esvaziar as botas de asa, e uma inflação de 4 segundos começa nas botas estabilizadoras horizontais. Depois que essas botas foram infladas e desinfladas, o ciclo está completo e todas as botas são novamente pressionadas firmemente contra as asas e o estabilizador horizontal por vácuo. O interruptor de mola deve ser selecionado novamente para que outro ciclo ocorra.
Componentes do sistema de degelo
Vários componentes são usados para construir todos os sistemas de inicialização de dispositio. Os componentes podem diferir ligeiramente em nome e localização dentro do sistema, dependendo da aeronave. Os componentes também podem combinar funções para economizar espaço e peso. As funções básicas de filtragem, regulação de pressão, distribuição e fixação ao vácuo quando as botas não estão em uso devem estar presentes. As válvulas de retenção também devem ser instaladas para evitar o refluxo no sistema. Os coletores são comuns em aeronaves multimotores para permitir o fornecimento de ar de baixa pressão de ambas as bombas do motor. Observe que a pressão da bomba de ar é normalmente expelida ao mar quando não é necessária. O ar de sangria é fechado por uma válvula quando não é necessário para a operação de inicialização de degelo em aeronaves com motor de turbina. Um temporizador, ou unidade de controle com modo automático, existe em muitas aeronaves para repetir o ciclo de degelo periodicamente.
Construção e instalação de botas de degelo
As botas de degelo são feitas de borracha macia e flexível ou tecido emborrachado e contêm células de ar tubulares. A camada externa da capa de degelo é de neoprene condutor para fornecer resistência à deterioração pelos elementos e muitos produtos químicos. O neoprene também fornece uma superfície condutora para dissipar cargas de eletricidade estática. Essas cargas, se acumuladas, acabariam sendo descarregadas através da bota para a pele de metal abaixo, causando interferência estática no equipamento de rádio.
Em aeronaves modernas, as botas de degelo são coladas com um adesivo na borda de ataque das superfícies da asa e da cauda. As bordas de fuga deste tipo de bota são afuniladas para fornecer um aerofólio suave. A eliminação de tiras de carenagem, parafusos e porcas cônicas usadas em tipos mais antigos de botas de degelo reduz o peso do sistema de degelo. As células de ar da tampa do degelo são conectadas às linhas de pressão e vácuo do sistema por uma mangueira flexível sem dobras.
Ao colar as botas de degelo na borda de ataque das asas e estabilizadores, as instruções do fabricante devem ser rigorosamente seguidas. A cola é tipicamente um cimento de contato normalmente espalhado tanto no aerofólio quanto na bota e deixado ficar pegajoso antes de encaixar as superfícies. Superfícies limpas e sem tinta são necessárias para que a cola adira adequadamente. A remoção de botas velhas é realizada re-amolecendo o cimento com solvente.
Botas de degelo elétricas
Algumas aeronaves modernas estão equipadas com botas de degelo elétricas nas seções das asas ou no estabilizador horizontal. Essas botas contêm elementos de aquecimento elétrico que são colados às bordas de ataque de forma semelhante às botas de degelo pneumáticas. Quando ativadas, as botas aquecem e derretem o gelo das superfícies de ponta. Os elementos são controlados por um temporizador de sequência em um controlador de deice. As entradas do detector de gelo e da sonda de temperatura do ar ram iniciam a operação quando existem outros parâmetros de condição de voo. Os elementos da bota ligam e desligam em seções pareadas para evitar desequilíbrio aerodinâmico. O sistema fica inoperante enquanto a aeronave está no solo. A figura ilustrou tal sistema. Um benefício das botas de degelo elétricas é a conservação do ar de sangria do motor. O consumo de corrente é limitado apenas aos períodos em que o degelo é necessário.
Sistema de desaceleração da hélice
A formação de gelo nas bordas de ataque da hélice, punhos e spinner reduz a eficiência do sistema de propulsão. São utilizados sistemas de degelo usando elementos de aquecimento elétrico e sistemas usando fluido de degelo químico.
Sistema de Dispositivo de Hélice Eletrotérmico
Muitas hélices são descongeladas por uma bota aquecida eletricamente em cada pá. A bota, firmemente cimentada no lugar, recebe corrente de um conjunto de anel coletor e escova na antepara do spinner. O anel deslizante transmite corrente para a capa de deice. A força centrífuga da hélice giratória e o jato de ar quebram as partículas de gelo das pás aquecidas.
Em um modelo de aeronave, as botas são aquecidas em uma sequência predefinida, que é uma função automática controlada por um temporizador. Esta sequência é a seguinte: 30 segundos para os elementos exteriores da hélice direita; 30 segundos para os elementos internos da hélice direita; 30 segundos para os elementos externos da hélice esquerda; e, 30 segundos para os elementos internos da hélice esquerda. Uma vez que o sistema é ligado para a ativação automática, ele cicla continuamente. Um desvio manual do temporizador é incorporado.
Dispositivo de Hélice Químico
Alguns modelos de aeronaves, especialmente aeronaves monomotoras GA, usam um sistema de degelo químico para as hélices. O gelo geralmente aparece na hélice antes de se formar na asa. O fluido à base de glicol é medido a partir de um tanque por uma pequena bomba acionada eletricamente através de um microfiltro para os anéis do slinger no cubo da hélice. O sistema de hélice pode ser um sistema autônomo ou pode ser parte de um sistema de degelo químico de asa e estabilizador, como o sistema de gotejamento TKS™.
Descongelamento do solo de aeronaves
A presença de gelo em uma aeronave pode ser resultado de precipitação direta, formação de gelo em tanques de combustível integral após vôo prolongado em grande altitude, ou acúmulos no trem de pouso após taxiamento na neve ou lama. De acordo com a Circular Consultiva (AC) 120-60 da Federal Aviation Administration (FAA), a aeronave deve estar livre de todos os contaminantes congelados aderidos às asas, superfícies de controle, hélices, entradas do motor ou outras superfícies críticas antes da decolagem.
Quaisquer depósitos de gelo, neve ou geada nas superfícies externas de uma aeronave podem afetar drasticamente seu desempenho. Isso pode ser devido à redução da sustentação aerodinâmica e ao aumento do arrasto aerodinâmico resultante do fluxo de ar perturbado sobre as superfícies do aerofólio, ou pode ser devido ao peso do depósito sobre toda a aeronave. A operação de uma aeronave também pode ser seriamente afetada pelo congelamento da umidade nos controles, dobradiças, válvulas, microinterruptores ou pela ingestão de gelo no motor. Quando as aeronaves são suspensas para derreter neve ou gelo, qualquer neve ou gelo derretido pode congelar novamente se a aeronave for posteriormente movida para temperaturas abaixo de zero. Quaisquer medidas tomadas para remover depósitos congelados enquanto a aeronave estiver no solo também devem evitar o possível recongelamento do líquido.
Remoção de gelo
Os depósitos de gelo podem ser removidos colocando a aeronave em um hangar aquecido ou usando um removedor de gelo ou fluido de degelo. Esses fluidos normalmente contêm etilenoglicol e álcool isopropílico e podem ser aplicados por spray ou à mão. Deve ser aplicado dentro de 2 horas de voo. Fluidos de degelo podem afetar adversamente as janelas ou o acabamento externo da aeronave, somente o tipo de fluido recomendado pelo fabricante da aeronave deve ser usado. As aeronaves da categoria de transporte geralmente são descongeladas na rampa ou em um local dedicado de degelo no aeroporto. Caminhões de degelo são usados para pulverizar o fluido de degelo e/ou anticongelante nas superfícies da aeronave.
Remoção de gelo e neve
Provavelmente, o depósito mais difícil de lidar é a neve profunda e úmida quando a temperatura ambiente está ligeiramente acima do ponto de congelamento. Este tipo de depósito deve ser removido com uma escova macia ou rodo. Tenha cuidado para evitar danos a antenas, respiradouros, dispositivos de aviso de estol, geradores de vórtice, etc., que possam estar ocultos pela neve. Neve leve e seca em temperaturas abaixo de zero deve ser soprada sempre que possível; o uso de ar quente não é recomendado, pois isso derreteria a neve, que congelaria e exigiria tratamento adicional. Depósitos de gelo moderado ou pesado e neve residual devem ser removidos com um fluido de degelo. Nenhuma tentativa deve ser feita para remover depósitos de gelo ou quebrar uma ligação de gelo à força.
Sistemas de controle de chuva
Existem várias maneiras diferentes de remover a chuva dos para-brisas. A maioria das aeronaves usa um ou uma combinação dos seguintes sistemas: limpadores de pára-brisa, repelente químico de chuva, remoção pneumática de chuva (jato de jato) ou pára-brisas tratados com um revestimento hidrofóbico de vedação de superfície.
Sistemas de limpador de pára-brisa
Em um sistema de limpador de para-brisa elétrico, as palhetas do limpador são acionadas por um(s) motor(es) elétrico(s) que recebe(m) energia(ões) do sistema elétrico da aeronave. Em algumas aeronaves, os limpadores de pára-brisa do piloto e do copiloto são operados por sistemas separados para garantir que uma visão clara seja mantida através de uma das janelas caso um sistema falhe. Cada conjunto de limpador de para-brisa consiste em um limpador, braço do limpador e um motor/conversor do limpador. Quase todos os sistemas de limpadores de para-brisa usam motores elétricos. Algumas aeronaves mais antigas podem ser equipadas com motores hidráulicos de limpador.
A manutenção realizada em sistemas de limpadores de para-brisa consiste em verificações operacionais, ajustes e solução de problemas. Uma verificação operacional deve ser realizada sempre que um componente do sistema for substituído ou sempre que houver suspeita de que o sistema não esteja funcionando corretamente. Durante a verificação, certifique-se de que a área do para-brisa coberta pelos limpadores esteja livre de corpos estranhos e mantida molhada com água. O ajuste de um sistema de limpador de pára-brisa consiste em ajustar a tensão da palheta do limpador, o ângulo em que a palheta varre o pára-brisa e o estacionamento adequado das palhetas do limpador.
Repelente Químico de Chuva
A água derramada no vidro limpo se espalha uniformemente. Mesmo quando o vidro é mantido em um ângulo acentuado ou submetido à velocidade do ar, o vidro permanece molhado por uma fina película de água. No entanto, quando o vidro é tratado com certos produtos químicos, forma-se uma película transparente que faz com que a água se comporte de maneira muito semelhante ao mercúrio no vidro. A água forma contas que cobrem apenas uma parte do vidro e a área entre as contas fica seca. A água é facilmente removida do copo. Esse princípio se presta naturalmente à remoção da chuva dos pára-brisas das aeronaves. A corrente de alta velocidade remove continuamente as gotas de água, deixando uma grande parte da janela seca.
Um sistema repelente de chuva permite a aplicação do repelente químico por meio de um interruptor ou botão no cockpit. A quantidade adequada de repelente é aplicada independentemente de quanto tempo o interruptor é mantido. Em alguns sistemas, uma válvula solenoide controlada por um módulo de retardo de tempo mede o repelente para um bico que o pulveriza na parte externa do para-brisa. Existem duas dessas unidades - uma para o vidro dianteiro do piloto e do copiloto.
Sistemas Pneumáticos de Remoção de Chuva
Os limpadores de pára-brisa caracteristicamente têm duas áreas problemáticas básicas. Uma é a tendência das forças aerodinâmicas do fluxo de deslizamento de reduzir a pressão de carga da palheta do limpador na janela, causando uma limpeza ou estrias ineficazes. A outra é obter uma oscilação rápida o suficiente do limpador para acompanhar as altas taxas de impacto da chuva durante as chuvas fortes. Como resultado, a maioria dos sistemas de limpador de aeronaves não fornecem visão satisfatória em chuva forte.
O sistema de remoção de chuva mostrado na Figura controla o congelamento do para-brisa e remove a chuva direcionando um fluxo de ar aquecido sobre o para-brisa. Este ar aquecido serve a dois propósitos. Primeiro, o ar quebra as gotas de chuva em pequenas partículas que são sopradas. Em segundo lugar, o ar aquece o para-brisa para evitar que a umidade congele. O ar pode ser fornecido por um soprador elétrico ou por sangria de ar.
Sistemas de controle de geada, neblina e gelo do para-brisa
Para manter as áreas do para-brisa livres de gelo, geada e neblina, são usados sistemas antigelo, degelo e desembaçamento dos vidros. Estes podem ser elétricos, pneumáticos ou químicos, dependendo do tipo e complexidade da aeronave. Alguns desses sistemas são discutidos nesta seção.
Elétrico
Os pára-brisas de aeronaves de alto desempenho e categoria de transporte são normalmente feitos de vidro laminado, policarbonato ou material similar. Normalmente, folhas de vinil transparente também são incluídas para melhorar as características de desempenho. As laminações criam a força e a resistência ao impacto do conjunto do para-brisa. Estes são recursos críticos para pára-brisas, pois estão sujeitos a uma ampla faixa de temperaturas e pressões. Eles também devem suportar a força de uma colisão de pássaros de 4 libras em velocidade de cruzeiro para serem certificados. A construção laminada facilita a inclusão de elementos de aquecimento elétrico nas camadas de vidro, que são usadas para manter o para-brisa livre de gelo, geada e neblina. Os elementos podem ser na forma de fios de resistência ou um material condutor transparente pode ser usado como uma das telas da janela. Para garantir que o aquecimento suficiente seja aplicado na parte externa do para-brisa, os elementos de aquecimento são colocados na parte interna da camada externa de vidro. Os pára-brisas são normalmente unidos pela aplicação de pressão e calor sem o uso de cimento. A figura ilustra as lonas em um para-brisa de aeronave de categoria de transporte.
Pneumático
Alguns para-brisas laminados em aeronaves mais antigas têm um espaço entre as lonas que permite que o fluxo de ar quente seja direcionado entre o vidro para mantê-lo aquecido e livre de embaçamento. A fonte de ar é o ar de sangria ou ar condicionado do sistema de controle ambiental. Aeronaves pequenas podem utilizar ar quente canalizado, que é liberado para fluir sobre a superfície interna do pára-brisa para descongelar e desembaçar. Esses sistemas são semelhantes aos usados em automóveis. A fonte de ar pode ser ambiente (somente desembaçamento), o sistema de aquecimento da aeronave ou um aquecedor de combustão. Embora esses sistemas pneumáticos de aquecimento de pára-brisa sejam eficazes para a aeronave em que estão instalados, eles não são aprovados para voar em condições de gelo conhecidas e, como tal, não são eficazes para antigelo.
Químico
Como mencionado anteriormente neste capítulo, existem sistemas químicos anti-gelo geralmente para aeronaves pequenas. Este tipo de anti-gelo também é usado em pára-brisas. Seja sozinho ou como parte de um sistema TKSTM ou similar, o produto químico líquido é pulverizado através de um bico na parte externa do pára-brisa que evita a formação de gelo. O produto químico também pode descongelar o pára-brisa de gelo que já pode ter se formado. Sistemas como esses têm um reservatório de fluido, bomba, válvula de controle, filtro e válvula de alívio. Outros componentes podem existir. A figura mostra um conjunto de tubos de pulverização para aplicação de anti-gelo químico em um para-brisa de aeronave.
Prevenção de Gelo em Tanques de Água e Resíduos
As aeronaves do tipo transporte possuem sistemas de água e resíduos a bordo, e aquecedores elétricos são frequentemente usados para evitar a formação de gelo nas linhas de água desses sistemas. As linhas de água transportam a água dos tanques potáveis para os lavatórios e cozinhas. Os tanques de águas residuais recolhem as águas cinzentas das cozinhas e lavatórios. Cobertores de aquecimento, aquecedores em linha ou botas de aquecimento são frequentemente usados para aquecer as linhas de abastecimento de água, mangueiras de drenagem do tanque de água, linhas de drenagem de resíduos, conexões de enxágue do tanque de resíduos e mastros de drenagem. Termostatos nas linhas de água fornecem dados de temperatura para a unidade de controle que liga e desliga os aquecedores elétricos. Quando a temperatura cai abaixo de zero, os aquecedores elétricos ligam e permanecem até que a temperatura atinja uma temperatura segura.
