(20) Anti-Ice and Deice Systems

Anti-Ice and Deice Systems

 

anti-icing equipment는 얼음의 형성을 방지하기 위해 설계되었다. 반면 deicing equipment는 이미 형성된 얼음을 제거하기 위해 설계되었다. 이러한 시스템들은 날개의 앞전, 꼬리표면, 동정압 개구부, fuel tank vents, stall warning devices, windshields, 그리고 프로펠러 블레이드를 보호한다. 일부 항공기에는 ice detection lighting이 설치될 수 있다. 이는 야간 비행 도중 구조적 착빙의 정도를 결정하기 위한 장치이다.

 

(ATP: 비행 전 점검 도중 항공기 표면의 착빙(특히 맑은 착빙)을 탐지하기는 어렵다. 때문에 항공기 표면에 손전등을 비춘 다음 빛의 반사를 확인하는 것이 좋다. 빛이 반사될 경우 이는 표면에 착빙이 존재함을 나타낸다.)

 

대부분의 light aircraft는 pitot tube만 가열되며 착빙 조건에서의 비행에 대해 증명되지 않는다. 이러한 light aircraft는 늦가을, 겨울, 그리고 이른 봄 도중의 차가운 기후에서 제한적인 cross-country 능력을 가지고 있다. 착빙에 대해 증명되지 않은 항공기는 즉시 착빙 조건을 빠져나가야 한다. 자세한 내용은 AFM/POH를 참조한다.

 

Airfoil Anti-Ice and Deice

 

inflatable deicing boots는 에어포일의 앞전에 접착된 고무 시트로 구성된다. 앞전에 얼음이 쌓이면 engine-driven pneumatic pump가 rubber boots를 팽창시킨다. 많은 터보프롭 항공기는 엔진 bleed air를 날개로 전환시켜서 rubber boots를 팽창시킨다. 팽창 시 얼음이 갈라지고 앞전에서 떨어져나간다. deicing boots는 조종실의 스위치로 제어된다. 이는 한 번 작동하거나, 혹은 시간 간격마다 자동으로 작동할 수 있다. [그림 7-48]

과거에는 착빙을 마주한 후 boots를 너무 이르게 작동하였을 때 얼음 층이 갈라지지 않고 팽창하여 “bridging”이라 불리는 상태로 이어진다 여겨졌다. 그 결과 차후의 deice boot 작동 시 얼음 축적을 제거하는데 효과적이지 않았다. 현대의 boots의 경우 잔여 얼음이 남아 있을 수는 있으나  “bridging”이 발생하지는 않는다. 조종사는 얼음이 쌓이는 것을 확인하는 즉시 boots 사용할 수 있다. 항공기의 deice boots 작동에 대한 정보는 AFM/POH를 참조한다.

 

(ATP: FAA는 착빙을 처음 발견하였을시 deicing system을 작동하도록 권장한다. pneumatic boot 사용 후에도 일부 잔여 얼음이 계속 남아있기 때문에 날개가 완전히 깨끗해지지는 않는다. 이러한 잔여 얼음의 양은 대기속도 및/혹은 온도가 감소함에 따라 증가한다. 해당 상황과 관련하여 이러한 조건들은 얼음 축적에 더 유리하기 때문이다. small airplanes의 전형적인 대기속도에 얼음을 효과적으로 제거하기 위해선 여러 번의 boots 작동이 필요할 수 있다.)

 

많은 deicing boot systems는 올바른 boot 작동을 나타내기 위해 pneumatic pressure gauge와 instrument system suction gauge를 사용한다. 이러한 계기들은 boot 작동에 대한 한계를 나타내는 범위가 표시되어 있다. 또한 일부 시스템들은 올바른 boot 작동을 나타내기 위해 annunciator light를 내장할 수 있다.

 

이 시스템을 지속적으로 자용하기 위해선 deicing boots의 올바른 정비 및 관리가 중요하다. deicing boots는 비행 전에 면밀하게 점검되어야 한다.

 

또 다른 유형의 앞전 보호 장치는 thermal anti-ice system이다. 열은 에어포일에 얼음이 쌓이는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 고성능 터빈 항공기는 종종 엔진 압축기로부터 앞전 표면을 향해 뜨거운 공기를 보낸다. 뜨거운 공기는 얼음의 형성을 방지하기에 충분할 정도로 앞전 표면을 가열한다. ThermaWing이라 불리는 새로운 유형의 thermal anti-ice system은 전기로 가열되는 흑연 포일 래미네이트를 사용한다. 이는 날개와 수평 안정판의 앞전에 적용된다. ThermaWing systems에는 일반적으로 열이 적용되는 두 가지 영역이 있다. 하나는 앞전으로 열을 끊임없이 받는다. 이 뒤쪽에 있는 다른 영역은 주기적으로 열을 받아 공기역학적 힘이 얼음을 제거할 수 있도록 한다. 착빙 조건에 진입하기 전에 thermal anti-ice systems를 활성화해야 한다.

 

다른 유형의 앞전 보호 장치로 weeping wing이 있다. 이는 thermal anti-ice boots와 deicing boots처럼 일반적이지는 않다. weeping-wing 설계는 얼음의 형성 및 축적을 막기 위해 날개의 앞전에 위치한 작은 구멍들을 사용한다. 부동액이 앞전에 펌프 되어 구멍을 통해 배출된다. weeping wing은 항공기의 deicing 또한 가능하다. 앞전에 얼음이 축적되었을 때 부동액을 사용하면 얼음과 airframe 사이의 결합이 화학적으로 분해된다. 이는 공기역학적 힘이 얼음을 제거할 수 있게 해준다. [그림 7-49]

Windscreen Anti-Ice

 

windscreen anti-ice systems에는 크게 두 가지 형식이 있다. 첫 번째 시스템은 windscreen에 알코올 흐름을 유발한다. 충분히 일찍 사용될 경우 알코올은 windscreen에 얼음이 쌓이는 것을 방지한다. 알코올이 흐르는 속도는 항공기 제조업체가 권장하는 절차에 따라 조종실의 다이얼로 제어될 수 있다.

 

또 다른 효율적인 anti-icing equipment로는 electrical heating method가 있다. 작은 와이어, 혹은 그 외 전도성 물질이 windscreen에 박혀 있다. 조종실의 스위치를 통해 히터를 켤 경우 전류가 전선을 통해 windshield를 가로지른다. 이는 windscreen에 얼음이 형성되는 것을 방지할 수 있는 충분한 열을 제공한다. windscreen의 가열은 비행 도중에만 사용되어야 한다. 지상 운영 도중에 windscreen을 가열할 경우 과열로 인해 windscreen 손상이 발생할 수 있다. 경고: 전류로 인해 나침반 자차 오차가 40도까지 발생할 수 있다.

 

Propeller Anti-Ice

 

프로펠러는 알코올, 혹은 전기 가열 소자를 통해 착빙으로부터 보호된다. 일부 프로펠러들은 블레이드의 root로 향하는 discharge nozzle을 장착한다. 알코올이 노즐에서 분사되면 원심력으로 인해 알코올이 블레이드의 앞전을 따라 이동한다. 또한 boots는 알코올이 흐르는 것을 돕기 위하여 홈이 파여져 있다. 이는 프로펠러의 앞전에 얼음이 형성되는 것을 방지한다. 프로펠러에는 propeller anti-ice boots가 장착될 수도 있다. propeller boot는 두 섹션(inboard section과 outboard section)으로 나뉜다. boots에는 전선이 내장되어 있다. 이는 프로펠러를 가열하기 위한 전류를 전달한다. prop anti-ice system은 prop anti-ice ammeter를 모니터링 함으로써 올바른 작동을 확인할 수 있다. 비행 전 점검 도중 propeller boots가 올바르게 작동하는지 점검한다. boot가 하나의 블레이드를 가열하지 못하면 블레이드 부하가 불균등해져서 심각한 프로펠러 진동으로 이어질 수 있다. [그림 7-50]

Other Anti-Ice and Deice Systems

 

동정압 계통, fuel vents, stall-warning sensors, 그리고 그 외 옵션 장비가 전기 소자에 의해 가열될 수 있다. 전기 가열 시스템의 작동 점검은 AFM/POH에 따라 수행되어야 한다.

 

착빙 조건을 마주하기 전에 항공기의 anti-icing systems와 deicing systems의 작동을 점검해야 한다. 구조적 착빙은 즉각적인 조치를 필요로 한다. anti-icing 및 deicing equipment는 착빙 조건에서 장시간 비행을 유지하기 위해 의도된 것이 아니다.