Turbine engine icing spray bar design issues

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Turbine engine icing spray bar design issues

Bartlett, C.S.

Die Vereisung von Flugzeugen kann außerordentlich gefährlich werden. Das Arnold Engineering Development Center betreibt eine Versuchseinrichtung, mit der durch Anschluß oder im Freistrahlverfahren die Vereisung von Triebwerken oder Bauteilen unter Höhensimmulation untersucht werden kann. Dabei sind Staudruck und Temperatur entsprechend der Machzahl, Umgebungstemperatur, Druck sowie mit einem Sprühsystem Wassergehalt und Tropfendurchmesser von 15 bis 40 Mikrometern einstellbar. Zu berücksichtigen sind die Einstömverhältnisse der Turbine und das Verhältnis von einströmender zu freiströmender Wassermenge, das bei Bodenversuchen zwischen 1,1 und 1,4 liegt. Neben der meist verwendeten Tropfengröße von 20 Mikrometern ist deren gleichmäßige Verteilung bei Temperaturen von -30 Grad C von Bedeutung. Für eine Versuchseinrichtung zum Anschluß an Triebwerke mit bis zu 450 kN Schub wurden der Wasserverteiler, die Mischung und Ausbreitung der Tropfen, der Wärmeverlust des Verteilers, die Form der Sprührohre und deren Stillstandsheizung untersucht und Sprührohre, Ausblaseeinrichtung und Heizung in Versuchen getestet. Günstige Verhältnisse ergaben sich mit einer Düsenverlängerung und einem Druck von 170 kPa, bei dem 0,08 l/min Wasser bei einer Temperatur von 28 Grad C durch eine Düse gesetzt werden.