Resumen

El fenómeno de la formación de hielo en vuelo puede afectar a todos los tipos de aeronaves. La presencia de la acumulación de hielo en las alas puede conducir a la degradación del rendimiento. Por lo tanto, es importante comprender cómo las diferentes formas de hielo afectan las características aerodinámicas. La predicción de la acumulación de hielo en el ala con aletas de diferente posición se realizó mediante el código interno ICE 4.1. La simulación bidimensional de CFD se utilizó para el estudio de la degradación del rendimiento aerodinámico de la superficie aerodinámica helada de elementos múltiples. Se discuten los resultados y algunos de ellos se comparan con las pruebas del túnel de viento.

1. Introducción

La formación de hielo en vuelo, que es un fenómeno peligroso en la aviación, puede afectar a todo tipo de aeronaves, incluidas las militares. El hielo puede afectar negativamente a las características de vuelo de una aeronave. Puede aumentar la resistencia, disminuir la elevación y causar problemas de control. La parte más crítica del vuelo es el aterrizaje, cuando la aeronave vuela a baja velocidad y a baja altitud. Unos minutos antes del aterrizaje, cuando se extienden los alerones, puede producirse la acumulación de hielo en las alas y en los alerones, si se cumplen las condiciones de hielo. Esta es la razón principal por la que se tomó la decisión de estudiar la influencia de la acumulación de hielo en el ala con alerones. Desde el punto de vista aerodinámico, cuando se comparan con las alas sin hielo, las alas con hielo indican una disminución de la sustentación máxima, un aumento de la resistencia, una pérdida de potencia que se produce en ángulos de ataque mucho más bajos, un aumento de la velocidad de pérdida y una reducción de la capacidad de control [1]. Por lo tanto, es importante saber qué formas de hielo pueden formarse en las alas y los alerones y comprender cómo afectan a la aerodinámica [2].

2. Simulación de la acumulación de hielo en el alerón aleteado

La simulación de la acumulación de hielo en el aeródromo multielemento se realizó mediante el código interno ICE 4.1 [3], que permite resolver un sistema de varios aeródromos. Este código implica el solapamiento de flujo mutuo de las ho​jas de aire multi-elemento (por ejemplo, el solapamiento entre la hoja de aire y la aleta). En la Fig. 1 se muestran los resultados de las trayectorias de las gotas de aire alrededor del perfil aerodinámico con una aleta con ranuras. Se pueden ver las trayectorias de las gotas y los lugares de impacto cerca del borde delantero del perfil de aire. Las trayectorias de las gotitas que impactan en la superficie del perfil aerodinámico están representadas por una región negra.

Los lugares de impacto, donde las trayectorias de las gotas se cruzan con la superficie del perfil del aire, pueden dividirse en varias secciones separadas. Puede verse para el caso de un perfil de aire con una solapa ranurada extendida en posición de aterrizaje. En este caso, el alerón no se superpone completamente. Entonces las regiones negras de las trayectorias de las gotitas impactantes están tanto en el borde frontal del perfil de vuelo como en la superficie del flap.​​

• Materias:Resistencia de materiales Fatiga de metales Aerodinámica
• Subjects:Strength of materials Metals fatigue Aerodynamics
• Palabras claves:Aerodinámica, formación de hielo en aeronaves, degradación del rendimiento.
• Keywords:Aerodynamics, aircraft icing, performance degradation