Los sistemas térmicos antihielo del ala (WAI o TAI) de los aviones de la categoría de reactores de negocios y de transporte de gran tamaño suelen utilizar aire caliente purgado del compresor del motor.
Se pueden purgar cantidades relativamente grandes de aire muy caliente del compresor, proporcionando una fuente satisfactoria de calor antihielo. El aire caliente se dirige a través de conductos, colectores y válvulas a los componentes que necesitan ser anticongelados.
El aire de purga se dirige a cada borde de ataque del ala mediante un eyector en cada zona interior del ala. El eyector descarga el aire de purga en tubos piccolo para su distribución a lo largo del borde de ataque.
El aire fresco del entorno se introduce en el borde de ataque del ala mediante dos tomas de aire de ariete empotradas en cada borde de ataque del ala, una en la raíz del ala y otra cerca de la punta del ala. Los eyectores arrastran el aire ambiente, reducen la temperatura del aire de purga y aumentan el flujo de aire másico en los tubos piccolo.
El borde de ataque del ala está construido con dos capas de piel separadas por un estrecho pasillo. El aire dirigido contra el borde de ataque sólo puede escapar a través del pasillo, tras lo cual se ventila por la borda a través de un respiradero en la parte inferior de la punta del ala.
Cuando se enciende el interruptor WAI, el regulador de presión se energiza y la válvula de cierre se abre. Cuando la temperatura del borde de ataque del ala alcanza aproximadamente +140 °F, los interruptores de temperatura encienden la luz de funcionamiento que se encuentra sobre el interruptor.
Si la temperatura en el borde de ataque del ala excede aproximadamente +212 °F (exterior) o +350 °F (interior), la luz roja de advertencia WING OV HT en el panel anunciador se enciende.
Los conductos de los sistemas WAI suelen consistir en tubos de aleación de aluminio, titanio, acero inoxidable o fibra de vidrio moldeada. Las secciones de los tubos, o conductos, se unen entre sí mediante bridas atornilladas en los extremos o mediante abrazaderas en V tipo banda.
Los conductos se recubren con un material resistente al fuego y aislante del calor, como la fibra de vidrio. En algunas instalaciones, se utilizan fuelles de expansión de acero inoxidable. Los fuelles se sitúan en posiciones estratégicas para absorber cualquier distorsión o expansión del conducto que pueda producirse debido a las variaciones de temperatura.
Las secciones unidas de los conductos se sellan herméticamente mediante anillos de sellado. Estas juntas se colocan en huecos anulares en las caras de unión de los conductos.
Cuando se instala una sección de conducto, hay que asegurarse de que la junta se apoya uniformemente en la brida de la junta adyacente y se comprime con ella. Cuando se especifique, los conductos deben probarse a la presión recomendada por el fabricante de la aeronave en cuestión.
Las comprobaciones de fugas se realizan para detectar defectos en el conducto que permitan el escape de aire caliente. El índice de fugas a una presión determinada no debe superar el recomendado en el manual de mantenimiento de la aeronave.
Las fugas de aire suelen detectarse de forma audible y a veces se revelan por los agujeros en el revestimiento o el material de aislamiento térmico. Sin embargo, si hay dificultades para localizar las fugas, se puede utilizar una solución de agua y jabón.
Todos los conductos deben inspeccionarse para comprobar su seguridad, su estado general o su deformación. Se debe comprobar la seguridad de los revestimientos o de las mantas aislantes y deben estar libres de fluidos inflamables, como aceite o líquido hidráulico.
Sistema antihielo de las lamas del borde de ataque - Leading Edge Slat Anti-Ice System
Las aeronaves que utilizan listones en el borde de ataque suelen utilizar aire de purga del compresor del motor para evitar la formación de escarcha en estas superficies. En un avión moderno de categoría de transporte, el sistema neumático suministra aire de purga para este propósito.
Las válvulas WAI controlan el flujo de aire desde el sistema neumático a los conductos WAI. Los conductos WAI llevan el aire a las lamas. Los agujeros en la parte inferior de cada lama dejan salir el aire.
La tarjeta del ordenador del sistema de protección contra el hielo de las lamas (ACIPS) controla las válvulas WAI, y los sensores de presión envían los datos de la presión del aire de los conductos al ordenador.
La tripulación puede seleccionar un modo automático o manual con el selector WAI. En el modo automático, el sistema se enciende cuando el sistema de detección de hielo detecta hielo. Las posiciones de apagado y encendido se utilizan para el control manual del sistema WAI.
El sistema WAI sólo se utiliza en el aire, excepto para las pruebas en tierra. El sistema de peso en las ruedas y/o los datos de velocidad aerodinámica desactivan el sistema cuando la aeronave está en tierra.
Válvula WAI
La válvula WAI controla el flujo de aire de purga del sistema neumático a los conductos WAI. La válvula se controla eléctricamente y se acciona neumáticamente. El motor controla el funcionamiento de la válvula.
Si el motor no recibe corriente eléctrica, la presión del aire en un lado del actuador mantiene la válvula cerrada. La corriente eléctrica a través del motor permite que la presión del aire abra la válvula. A medida que aumenta la corriente del motor, aumenta la apertura de la válvula.
Sensor de presión WAI
El sensor de presión WAI detecta la presión del aire en el conducto WAI después de la válvula WAI. La tarjeta del sistema ACIPS utiliza la información de presión para controlar el sistema WAI.
Conductos WAI
Los conductos WAI mueven el aire desde el sistema neumático a través del borde de ataque del ala hasta las lamas del borde de ataque. Algunas secciones de los conductos WAI están perforadas. Los agujeros permiten que el aire fluya hacia el espacio interior de las lamas del borde de ataque.
El aire sale de las lamas a través de los agujeros en la parte inferior de cada lama. Algunos conductos WAI tienen conductos en forma de "T" que se extienden para dirigir el aire hacia las lamas cuando están extendidas.
La sección telescópica unida a la lama en un extremo, se desliza sobre la sección en "T" de diámetro estrecho que se conecta al conducto WAI. Una junta impide cualquier pérdida de aire. Esta disposición permite el suministro de aire caliente a las lamas mientras están retraídas, en tránsito y totalmente desplegadas.
Sistema de control del WAI
Los aviones modernos utilizan varios ordenadores de a bordo para controlar los sistemas del avión. El sistema WAI está controlado por la tarjeta informática ACIPS. La tarjeta informática ACIPS controla las dos válvulas WAI.
Las posiciones requeridas de las válvulas WAI cambian según la temperatura del aire de purga y la altitud. Las válvulas izquierda y derecha operan al mismo tiempo para calentar ambas alas por igual. Esto mantiene el avión aerodinámicamente estable en condiciones de hielo.
Los sensores de presión de la WAI suministran información de retorno a la tarjeta del ordenador ACIPS de la WAI para el control de la válvula de la WAI y la indicación de su posición.
Si cualquiera de los sensores de presión falla, la tarjeta del ordenador WAI ACIPS ajusta la válvula WAI correspondiente a totalmente abierta o totalmente cerrada. Si cualquiera de las válvulas falla cerrada, la tarjeta del ordenador WAI mantiene la otra válvula cerrada.
Hay un selector para el sistema WAI. El selector tiene tres posiciones: automático, encendido y apagado. Con el selector en automático y sin inhibir el modo de funcionamiento, la tarjeta informática WAI ACIPS envía una señal para abrir las válvulas WAI cuando cualquiera de los detectores de hielo detecta hielo.
Las válvulas se cierran tras un retardo de 3 minutos cuando el detector de hielo deja de detectar hielo. El retardo evita los ciclos frecuentes de encendido y apagado durante las condiciones de hielo intermitente.
Con el selector encendido y sin inhibición del modo operativo, las válvulas WAI se abren. Con el selector apagado, las válvulas WAI se cierran. El modo operativo de las válvulas WAI puede ser inhibido por muchos conjuntos diferentes de condiciones.