Es el sistema que protege al motor contra los efectos de la ingestión de hielo por la admisión. La formación de hielo puede darse en los bordes de ataque del conducto de admisión del motor, del cono de entrada, de los álabes guía de entrada, de los álabes del compresor de baja o de los álabes de fan.
Es posible a partir de gotas de agua subenfriadas, por debajo del punto de congelación, cuando el avión vuela entre nubes con muy baja temperatura o durante las operaciones en tierra con niebla igualmente a muy baja temperatura.
Las gotas de agua subenfriadas ceden el calor de fusión a la superficie (de las mencionadas) con la que entran en contacto, transformándose inmediatamente en hielo y adhiriéndose a ella. El hielo así formado puede acumularse y distorsionar señales e indicaciones (tubos pitot, indicadores de presión, antenas, etc.) o provocar pérdidas del empuje o las r.p.m. del motor (o ambas).
Si bien teóricamente no pueden existir gotas d agua subenfriadas a temperaturas de ‐40º C, pueden ser transportadas a mayores altitudes más frías y, en la práctica, se ha observado el fenómeno incluso a temperaturas de ‐60º C. Los motores son susceptibles a problemas de formación de hielo incluso a temperaturas unos cuantos grados superiores a la de congelación (si se dan las condiciones meteorológicas favorables para ello), ya que el aire es acelerado para entrar en el motor y como consecuencia inicialmente se enfría, pudiendo subenfríar las gotas de agua que entren con el, dando lugar al fenómeno descrito. Se recomienda el uso del sistema antihielo si se da alguna de las siguientes circunstancias:
• En las operaciones en tierra si la temperatura es inferior a 6º C y hay humedad visible. Si no hay humedad visible cuando la temperatura de rocío se aproxima a menos de 3º C de la temperatura ambiente.
• En vuelo cuando la temperatura (total) del aire es inferior a 10º C y hay humedad visible.
• En caso de duda.
El hielo acumulado en la entrada del motor puede desprenderse y ser ingerido por este, dañando el aislamiento acústico del interior del conducto de admisión o los propios álabes guía, de compresor o de fan.
Si la cantidad de hielo es suficientemente elevada puede restringir y distorsionar el flujo de aire a la entrada, lo oque puede provocar un “compressor stall” que, en determinadas condiciones, puede provocar daños importantes en el motor o una parada de motor en vuelo
El sistema antihielo debe ofrecer suficiente protección en cualquier situación de operación del avión. Debe ser fiable, fácil de mantener, incrementar lo menos posible el peso del motor (y del avión) y no utilizar demasiada energía que haga disminuir sensiblemente las “performances” del motor.
Cuando se analiza si es necesaria la protección antihielo para determinadas áreas de la zona de admisión y entrada del motor y la cantidad de calor a aportar a las mismas para mantener la formación y crecimiento del hielo en ellas dentro de límites aceptables se llega a conclusiones como las que muestra el esquema (para un motor turbofan) de la Fig. “66”.
Los sistemas de protección contra hielo en motores son de dos tipos (o una combinación de ambos):
• Por aire caliente.
• Eléctricos.
• Sistemas por aire caliente:
o El sistema toma aire caliente sangrado de las etapas del compresor de alta potencia (HPC) y lo suministra a las zonas a calefactor a través de una válvula reguladora de presión, como se muestra en el esquema de la Fig. “67”.
o La protección antihielo de los álabes del rotor raramente es necesaria, ya que por efecto de la rotación (por fuerza centrífuga) el hielo en su incipiente formación es inmediatamente dispersado.
o Si requerirán protección antihielo los estatores (álabes guía) anteriores al primer escalón del rotor.
o Si el cono de entrada (“Nose Cone”) es rotatorio (“Spinner”) puede que no necesite protección antihielo si su forma, construcción y características de su rotación son tales que hagan aceptable el nivel de formación de hielo en el. Cuando si está protegido puede que lo sea independientemente del conducto de admisión (“Nose Cowl”) o de forma integrada con el.
o Un esquema de sistema típico de protección antihielo por aire caliente se muestra en la Fig. “67”.
o Las válvulas reguladoras de presión del sistema antihielo son actuadas eléctricamente de forma automática (por el sistema automático de detección de hielo) o manual.
o El aire caliente empleado en la protección del conducto de admisión puede ser expulsado dentro de la corriente principal de aire que entra al motor o hacia el exterior.
o El aire caliente utilizado en la protección del cono de entrada a los álabes guía de entrada se devuelve a la corriente principal de aire de entrada en el motor.
o Debe ser protegido contra el hielo el cono de entrada en los motores que incorporan la sonda de presión de entrada al compresor (Pt2) en su centro. Si se forma hielo en la entrada de la sonda, restringiendo su orificio de entrada, el aire incrementa la velocidad en el y disminuye la presión (Pt2).
o El empuje suele medirse por medio de la relación de presiones (EPR) entre la salida y la entrada del motor, es decir Pt7 / Pt2. Si la lectura de Pt2 es menor como consecuencia de la formación de hielo, como la de Pt7 no varía se estará viendo como erróneamente se incrementa la lectura de EPR (empuje) sin que se haya movido la palanca de gases.
El piloto podría tratar de ajustar el valor del empuje leído al valor establecido retrasando la palanca de gases, con lo que lo que realmente estaría haciendo es reducir el nivel de empuje real por debajo del deseado.
• Sistemas eléctricos:
o Suelen usarse en motores turbohélice en combinación con el de aire caliente (o incluso mediante la circulación del aceite caliente de recuperación). Ver Fig. “68”.
o Se suele ceñir a la calefacción antihielo del “Nose Cowl” (además de las palas y el “spinner” de la hélice).
o Consisten en elementos (“pads”) de calefacción eléctrica constituidos por tiras de conductor eléctrico en zig‐zag emparedadas entre capas de fibra de vidrio o neopreno embebidas en resina epoxi y adheridas a la superficie exterior el “Nose Cowl”
. Se cubren estos elementos con pintura de poliuretano para protegerlos contra la erosión. o Hay ciertas áreas del “Nose Cowl” que son permanentemente calefactadas cuando el sistema está operativo mientras que otras áreas adyacentes lo son intermitentemente.
o La energía eléctrica para la calefacción del sistema es suministrada por un generador que, para ser mejor aprovechado y reducir su tamaño, calefacta alternativamente de forma cíclica al “Nose Cowl” y al conjunto de la hélice (palas y “spinner”). Ver Fig. “69”.