Ir para o conteúdo 
Serviços / Gelo e sistemas aeronáuticos / Sistemas de proteção contra gelo
Engenharia de sistemas de proteção contra gelo: projeto, ensaios, simulação e certificação
A ATS é uma empresa de engenharia: projetamos, ensaiamos e certificamos os sistemas antigelo e degelo da sua aeronave e das sondas anemométricas, e emitimos os documentos de certificação, prontos para você revisar e submeter às autoridades. Dimensionamos os aquecedores com análises térmicas validadas em ensaios de túnel de gelo, que cobrem a coleta de água, o filme de água e o calor conduzido pelo revestimento. O método, feito na USP e usado na Embraer, foi atualizado com projetos de clientes em diferentes aeronaves e os novos requisitos de gelo.
Ver os requisitos
- FAR 25 Apêndice O: gotas super-resfriadas grandes (SLD)
- FAR 33 Apêndice D e EASA CS-25 Apêndice P: cristais de gelo e fase mista
- ASTM F3120: aviação geral
- SAE AS5562 e FAA TSO-C16b: sondas anemométricas
- EASA Special Condition VTOL e EUROCAE ED-314: gelo em eVTOL
Liderada pelo Dr. Guilherme A. Lima da Silva: projeto e certificação de antigelo de asas, pitot, TAT, porta estática e smart probes na Embraer (1997 a 2007), com ensaios no túnel de gelo da NASA. Seus artigos de 2007 no Journal of Aircraft sobre simulação de antigelo em aerofólios seguem os mais citados.
Potência insuficiente. Em parte do aquecedor a potência não mantém a superfície acima de 0 °C e o gelo se forma sobre a área protegida.
Running wet. A superfície fica acima de 0 °C, mas nem toda a água evapora: ela escoa para fora do aquecedor e recongela como crista (spanwise ridge). Mais extensão reduz pouco a crista e a desloca para trás, a um custo alto de potência total; o que mais reduz a crista é densidade de potência.
Totalmente evaporativo. Toda a água coletada evapora sobre o aquecedor e não há crista. Exige muito mais potência que o running wet.
Hipóteses principais
- Equação do Exemplo 9.2 do SAE AIR1168/4, aplicada ponto a ponto num bordo de ataque de 1 m de corda (raio 1,58 % c) a 4° de ângulo de ataque, com a estagnação levemente no intradorso.
- Condição fixa: 250 KTAS, nível do mar, −17,8 °C, 0,50 g/m³, MVD 20 µm (máximo intermitente do FAR 25 Ap. C).
- Superfície aquecida mantida a 4,4 °C com eficiência de 100 %; fora do aquecedor a água congela à taxa máxima do balanço; 10 min de exposição.
Modelo simplificado de engenharia, não é simulação. Referências: SAE AIR1168/4, Ex. 9.2; Jeck, DOT/FAA/AR-00/30, 2002 (FAR 25 Ap. C); Bragg, Broeren & Blumenthal, 2005.
Quer fazer a conta para o seu caso? A planilha SAE AIR1168/4, com os Exemplos 9.1 e 9.2 em português e inglês, é enviada por e-mail.
Pedir a planilhaParâmetros e variáveis resolvidas
Condição de gelo (Exemplo 9.2 do SAE AIR1168/4)
- Velocidade / altitude
- 250 KTAS / nível do mar
- Temperatura do ar
- −17,8 °C (0 °F)
- LWC / MVD
- 0,50 g/m³ / 20 µm
- Envelope FAR 25 Ap. C
- Máx. intermitente (acima do contínuo)
- Superfície running wet
- 4,4 °C (40 °F)
- Corda / exposição
- 1 m / 10 min
- Ângulo de ataque / raio do bordo
- 4° / 1,58 % c
Variáveis resolvidas
- Temperatura de recuperação
- —
- h na estagnação (Frössling)
- —
- Água coletada na estagnação
- —
- Exigência running wet no bordo de ataque
- —
- Potência total do aquecedor
- —
- Água que sai do aquecedor
- —
- Massa de gelo fora do aquecedor
- —
- Crista mais alta
- —
Como o cálculo é feito
É a equação do Exemplo 9.2 do SAE AIR1168/4 (running wet, Fig. 3F-18): q = h(Ts − Trec) + ṁ·cw(Ts − T∞) + evaporação (analogia de Chilton-Colburn, ar saturado). Com o ṁ e o h do exemplo ela dá 5,90 W/in², contra 5,9 do documento. Aqui ela é aplicada ponto a ponto em um bordo de ataque de 1 m de corda a 4° de ângulo de ataque, marchando o filme de água a partir da estagnação; fora do aquecedor a água congela à taxa máxima que o balanço permite e forma a crista em envergadura (Bragg et al., 2005). A condição fica acima do máximo contínuo e dentro do máximo intermitente do FAR 25 Apêndice C (DOT/FAA/AR-00/30). Eficiência de aquecimento de 100 %, como na Fig. 3F-18; o AIR1168/4 recomenda considerar 70 % nas bordas do aquecedor.
Experiência em sistemas de proteção contra gelo
- IndústriaEmbraer, 1997 a 2007: projeto e certificação de antigelo da asa e de sondas pitot, TAT, porta estática e smart probesAntigelo térmico do slat e da asa com LEWICE e o túnel de gelo da NASA. Smart probes certificadas com CFD++, antes da TSO-C16b.
- IndústriaSistema antigelo de motor desenvolvido com ensaios e simulaçãoArtigo técnico SAE, 2007, com a equipe da Embraer.
- ProjetoSTC da Turkish Aerospace em aeronave de vigilância: substanciação e análises de apoio à certificação dos sistemas de proteção contra gelo (base FENSAP)Programa de quatro anos, em parceria com a Akaer. A ATS fez a substanciação e as análises de apoio à certificação; o STC e a certificação foram conduzidos pela Turkish Aerospace e pela Akaer.
- ProjetoJoby eVTOL e redesenho de sonda de LWC: carga térmica, coleta de água e potência ótima do aquecedorSonda pitot para cruzeiro na fuga de gelo e sonda de LWC aquecida eletricamente, validada em túnel de gelo.
- Certificação e normasModelo de densidade de potência de sondas pitot, SAE AC-9C Portland, 2010Comparou condições do FAR 25, EASA, BS 2G 135 e SAE AS5562.
- iceAccretionFoamNosso solver 3D iceAccretionFoam vai incluir proteção térmica na Fase 2FAPESP PIPE, 2027/28. Desenvolvimento de produto, separado da experiência em projetos acima.
Pacotes completos, do projeto aos relatórios de certificação
Preferimos programas inteiros e de longo prazo a rodadas isoladas: a ATS responsável pelo projeto dos sistemas de proteção contra gelo, pelos ensaios e pelas evidências de certificação.
O que um pacote cobre
Projeto, dimensionamento e integração dos sistemas de proteção contra gelo; planejamento e execução de ensaios em túnel de gelo, em solo e em voo; e os documentos de certificação, prontos para submissão à autoridade. Nós mesmos os emitimos, sejam de resultados de análise ou de ensaios: descrição do sistema, avaliação de segurança, plano de certificação, relatórios ou qualquer outro documento que o programa precise. Você os revisa e os submete às autoridades. Esse é o nosso diferencial.
Uma equipe para o programa inteiro
Os mesmos engenheiros levam o programa da primeira análise ao último relatório, e assim as decisões de projeto, os pontos de ensaio e as evidências ficam coerentes ao longo dos anos. A simulação roda dentro desse trabalho, ela não é o produto.
Um exemplo: Akaer, ASOJ TA
2020 a 2024. Um STC da Turkish Aerospace (TA) para uma aeronave de vigilância, em parceria com a Akaer: a ATS fez a substanciação e as análises de apoio à certificação dos sistemas de proteção contra gelo, com apoio de simulação e ensaios.
Como um projeto acontece
Um programa passa por cinco relatórios de certificação: descrição do sistema; avaliação de segurança; plano de certificação; planejamento e resultados de ensaios em túnel de gelo e em voo; e descrição, validação e resultados do modelo numérico.
Precisa só de uma parte? Definimos o escopo com você.
Antigelo e degelo, e para onde vai o gelo
As duas famílias se comportam de forma diferente, e por isso a análise e a evidência também diferem.
| Antigelo | Degelo | |
|---|---|---|
| Finalidade | Impedir a formação de gelo na superfície protegida. | Deixar o gelo se formar e depois derretê-lo ou expeli-lo. |
| Operação | Regime permanente, ligado durante o encontro com gelo. | Transiente, em ciclos de acreção e desprendimento. |
| Água | Forma-se água residual que pode escoar e recongelar atrás da área protegida. | Água de fusão e pedaços de gelo desprendidos. |
| O que analisamos | Temperatura de superfície, limites de molhado e seco, local de escoamento e recongelamento, densidade de potência e margem. | Temporização do ciclo, espessura do gelo na ativação, gelo residual e para onde vão os pedaços desprendidos. |
| Hardware típico | Ar quente de sangria, aquecedores eletrotérmicos. | Botas pneumáticas, ciclos eletrotérmicos, sistemas eletro-expulsivos. |
Sistemas térmicos são os mais comuns em aviões comerciais. Sistemas novos podem usar superfícies hidrofóbicas ou degelo eletro-expulsivo, e modelamos esses e também a proteção mecânica.
Sistemas de proteção contra gelo são um problema de integração
Ele afeta outros sistemas
O sistema de proteção contra gelo se conecta aos sistemas pneumático, elétrico, de indicação, de navegação e de proteção contra estol.
Ele não pode interferir
Sua operação não pode degradar esses sistemas, e eles precisam ser avaliados em condições de gelo.
Ele exige regras de operação
Voar em condições de gelo exige procedimentos específicos de manutenção e operação.
O sistema de proteção contra gelo tem múltiplas interfaces com os sistemas da aeronave e exige procedimentos específicos de operação.
Dr. Guilherme A. Lima da Silva, The Icing Engineering Process
A física que resolvemos
Cinco camadas, do escoamento livre até o revestimento, resolvidas em conjunto.
- 1Escoamento livreVelocidade, altitude e ângulo de ataque da missão.
- 2Escoamento gasoso com gotasMistura de ar e vapor de água. Trajetórias de gotas e impingement.
- 3Camadas limite de quantidade de movimento e térmicaSolução integral ou diferencial, ou CFD com transferência de calor, com transição laminar-turbulenta e gradientes ao longo do escoamento.
- 4Filme de águaGotículas, filme e filetes. Evaporação, balanço de energia e escoamento para trás.
- 5Superfície sólidaCondução pelo revestimento, pelo aquecedor e pelas camadas da estrutura.
Efeitos que decidem a resposta
A transição laminar-turbulenta, os gradientes de temperatura e pressão ao longo do escoamento e a hidrodinâmica da água de escoamento alteram a temperatura e a evaporação, e por isso fazem parte do modelo.
O que você recebe
Temperatura de superfície, vazão de água, área molhada, limites de escoamento, densidade de potência e margem, e o gelo residual quando o sistema falha ou está desligado.
Uma ferramenta de CFD para as cinco camadas
Toda essa física pode ser resolvida dentro de uma única ferramenta de CFD, como o iceAccretionFoam, o CFD++ ou o FENSAP-ICE. Ela aparece separada em camadas aqui apenas por fins didáticos.
De onde vem o modelo, e como evoluiu
Do doutorado na Poli-USP ao iceAccretionFoam, com os artigos de cada etapa.
O balanço térmico acopla o revestimento, o filme de água e o ar: condução ao longo da parede, troca de calor com a água, entalpia e energia cinética das gotas e evaporação. Nasceu na Embraer e na Poli-USP e continua em desenvolvimento na ATS.
- 2003–2009Pesquisa
Poli-USP, com apoio da Embraer e da FAPESP: modelo de antigelo com filme contínuo e filetes (runback).
Validado contra o ensaio de Al-Khalil et al. (2001) e o ANTICE da NASA. Mestrado (2003) e doutorado: tese na Poli-USP.
- 2007–2010Pesquisa
Transição laminar-turbulenta e intermitência na transferência de calor e na forma do gelo.
Stefanini, Silvares, Silva e Zerbini (COBEM 2007; AIAA 2008-474). Ver Publicações.
- 2008–2009Pesquisa
Cal State Long Beach: camada-limite diferencial compressível de Cebeci integrada ao código.
Silva, Silvares, Zerbini, Hefazi, Chen e Kaups, AIAA, 2009.
- 2010–hojeProjeto
Sondas pitot: modelos de carga térmica e de envelope de ensaio, de planilha a Python.
Apresentados no SAE AC-9C (Portland, 2010) e usados em programas de eVTOL e na certificação de sondas.
- 2011Pesquisa
Funções de parede para transferência de calor em superfície rugosa.
Silva, Arima, Branco e Pimenta, SAE 2011-38-0023.
- ProjetosProjeto
Código eletrotérmico de antigelo para definir a distribuição de potência em sondas.
Sonda de LWC: CFD para Cp e impingement, distribuição ótima da potência elétrica e validação em túnel de gelo.
- 2023iceAccretionFoam
Início da colaboração com o Prof. Hrvoje Jasak.
Ponto de partida do iceAccretionFoam, nosso solver 3D próprio (NUMAP-FOAM Summer School 2023).
- 2024iceAccretionFoam
Primeiro artigo do iceAccretionFoam e gelo glaze no SAE AC-9C.
Teixeira da Silva et al., ICAS 2024-1112, Florença; SAE AC-9C, Ottawa.
- 2025iceAccretionFoam
Dois artigos na Philosophical Transactions of the Royal Society A, com o Prof. Jasak.
Impingement e gelo rime e gelo glaze; apresentação no SAE AC-9C, CIRA, Capua.
- 2026iceAccretionFoam
PIPE-FAPESP 2025/19697-9 e o modelo de acreção da ATS nos applets do site.
Fase 1 (julho de 2026 a fevereiro de 2027): versão beta 2D, rime e glaze; Fase 2: MVP 3D com antigelo e degelo térmicos (FAPESP, post). O modelo de acreção da ATS em Python, conferido contra o LEWINT e o ensaio da NASA, roda os applets de gelo do site.
Ferramentas e a maturidade de cada uma
Dizemos o que roda hoje e o que ainda está em desenvolvimento, para você planejar a evidência.
| Ferramenta | Papel no trabalho de sistemas de proteção contra gelo | Situação |
|---|---|---|
| ATS thermal codesATS, 2D | Métodos de camada limite integral (Ambrok e superposição) e diferencial acoplados a um filme de água com gotículas, filme e filetes. Comparados com o experimento antigelo da NASA de Al-Khalil et al. (2001). | Em uso |
| CFD++Metacomp | CFD com transferência de calor: escoamento externo, gotas e balanço térmico na parede, mais o escoamento interno de ar quente quando o sistema exige. | Em uso na produção |
| LEWINT (LEWICE)NASA, American Kestrel | Análise térmica rápida do balanço de calor de antigelo e degelo. A ATS tem licença do LewInt. | Licenciado |
| FENSAP-ICEAnsys | Módulo de sistemas de proteção contra gelo em uma licença fornecida por você, como no trabalho de sistemas de proteção contra gelo do STC da Akaer em que o cliente o exigiu, comparado com as outras ferramentas quando uma verificação cruzada ajuda. | Licença fornecida pelo cliente |
| iceAccretionFoamATS, foam-extend 5.0 | Filme de água em área finita trocando calor com a parede e condução em casca 2D para aquecedores eletrotérmicos, no mesmo solver 3D que faz o gelo crescer. | Meta da Fase 2, 2027/28 |
Mapeamento de envelopes de sondas pitot
Fabricantes de sondas pitot, TAT e smart probes, sensor de AoA e detectores de gelo formam um grande mercado, com centenas de fornecedores só nos EUA, e sua certificação depende de condições que variam de norma para norma. Nós as mapeamos.
O que o mapeamento faz
Programas em Python colocam os pontos de operação da sua aeronave e os pontos de ensaio em túnel de gelo no mesmo plano de carga térmica contra água coletada das normas antigas e atuais: FAR 25 Apêndice C, EASA, BS 2G 135 e SAE AS5562, que a TSO-C16b da FAA chama. Você vê quais condições definem a potência do aquecedor e quais ensaios valem a pena. O método começou como um modelo em planilha apresentado no SAE AC-9C em Portland, com balanço concentrado de calor e massa, termos de cristais de gelo e de água coletada e eficiência de coleta do CFD++ (apresentação). Hoje roda como programas em Python.
Por que sondas têm norma própria
Sondas pitot são qualificadas pela TSO-C16b, que remete à SAE AS5562, e pela ETSO-C16, e não apenas pelo Apêndice C ou O do FAR 25. No voo Air France 447, em 2009, cristais de gelo bloquearam as sondas pitot e iniciaram a cadeia de eventos, segundo o relatório final do BEA francês.
CFD na aeronave real
O CFD dá a água coletada, a concentração de LWC e a velocidade perto da sonda, e mapeia a carga térmica no aquecedor. Fizemos isso em uma sonda pitot de eVTOL que precisava ser certificada para cruzeiro durante a fuga de condições de gelo.
Normas de sondas pitot e nossa certificação
A qualificação de sondas pitot passou de uma especificação de tubos de velocidade de 1948 para as condições de gelo e chuva da SAE AS5562, que a TSO-C16b da FAA exige desde 2017. A certificação das smart probes do E170/190 na Embraer, conduzida pelo Dr. Guilherme, respondeu a uma CRI da EASA em 2003 e 2004, antes das normas da FAA e da EASA chegarem a essas condições de água líquida. Selecione um marco para ler o detalhe.
- Dec 1947
SAE AS393, a primeira norma de aquecimento de pitot
SAE AS393, Airspeed Tubes, Electrically Heated. Revisada em 1960 e declarada não vigente em 2002.
- 1 Sep 1948
TSO-C16 da FAA (então CAA), primeira edição
TSO-C16 da FAA (então CAA), Airspeed Tubes (Electrically Heated), primeira edição, com os requisitos de desempenho da SAE AS393. Registro: FAA TSO-C16, Accuris
- 1967
Norma britânica BS 2G 135 com ensaios de água super-resfriada
Norma britânica BS 2G 135, Electrically-Heated Pitot and Pitot-Static Pressure Heads (Emenda 1 de 1973), com os ensaios de água super-resfriada da seção 8.7.
- 24 Oct 2003
EASA ETSO-C16, baseada na SAE AS393
EASA ETSO-C16, baseada na SAE AS393. Documento: EASA ETSO-C16
- 2003–2004
Embraer E170/190: CRI da EASA das smart probes respondida
Embraer, E170/190: a CRI da EASA para as smart probes é respondida com as condições de água líquida da AS5562, mais de uma década antes da TSO-C16b, com simulação e CFD++. O E170 foi validado pela EASA em 20 de fevereiro de 2004 (ficha de dados do certificado de tipo da EASA).
- 6 Oct 2006
FAA TSO-C16a inclui os ensaios de gelo e a BS 2G 135
FAA TSO-C16a: passa da SAE AS393 para a SAE AS8006 (1988) e inclui o ensaio de gelo do máximo intermitente do Apêndice C do 14 CFR 25, além dos ensaios de água super-resfriada 1 e 2 da BS 2G 135, parágrafo 8.7.2.
- 14 Oct 2009
EASA ETSO-C16a, harmonizada com a FAA
EASA ETSO-C16a (ED Decision 2009/014/R), harmonizada com a TSO-C16a da FAA após o acidente do Air France 447, com o mesmo ensaio de gelo da BS 2G 135, seção 8.7. Documentos: EASA ETSO-C16a, termos de referência da EASA
- Feb 2016
EUROCAE ED-225, a contraparte da SAE AS5562
EUROCAE ED-225, com o mesmo título e escopo da SAE AS5562: padrões mínimos de qualificação para gelo e chuva de sondas pitot e pitot-estáticas.
- 27 Jan 2017
FAA TSO-C16b passa a exigir a SAE AS5562
FAA TSO-C16b: passa a exigir a SAE AS8006A e a SAE AS5562, no lugar da norma britânica. Documento: FAA DRS, TSO-C16b
- 21 Feb 2018
EASA ETSO-C16b, baseada na FAA TSO-C16b
EASA ETSO-C16b (ED Decision 2018/002/R), baseada na FAA TSO-C16b. Documento: EASA ETSO-C16b
Evidências que você pode conferir
Trabalho em projetos de clientes e na Embraer, e os artigos por trás do método.
Trabalho em projetos
| Projeto | O que fizemos | Ferramentas e ensaios | Resultado ou local |
|---|---|---|---|
| Akaer STC, surveillance aircraftProjeto | Substanciação e análises de apoio à certificação dos sistemas de proteção contra gelo, com apoio de simulação e ensaios, dentro de um programa de STC de quatro anos para a Turkish Aerospace (TA), em parceria com a Akaer. | FENSAP-ICE, como o cliente exigiu. | Relatórios de certificação prontos para submissão. 2020 a 2024. |
| Joby (eVTOL) air data probeProjeto | Mapeamento de carga térmica na sonda para cruzeiro durante a fuga de condições de gelo. | Coleta de água por CFD 3D, concentração de LWC e velocidade perto das sondas. | Programas em Python para os pontos de operação e de ensaio em túnel contra a SAE AS5562, e apoio à certificação. 2023 a 2024. |
| LWC probe redesign, Droplet Measurement TechnologiesProjeto | Análise de CFD e do sistema de proteção contra gelo para o melhor projeto de aquecimento elétrico de uma sonda de LWC. | CFD para Cp e impingement, código eletrotérmico de antigelo, ensaios em túnel de gelo para validar o código. | Distribuição ótima de potência de aquecimento na sonda. |
| Zodiac Aerotechnic: ice detector shapeProjeto | Otimização da forma de um detector de gelo para atenuar a onda de choque e aumentar a transferência de calor convectiva. | CFD em várias formas candidatas. | Melhor coeficiente de transferência de calor selecionado, arrasto minimizado, onda de choque atenuada. |
| Embraer: smart probes certificationIndústria | Certificação das smart probes do E170/190. A resposta a uma CRI da EASA antecipou, em 2003/2004, as condições de água líquida da SAE AS5562, que a TSO-C16b só incluiu mais de uma década depois. | Abordagem inovadora com uso intensivo de simulação e do CFD++. | Programas E170/190, 2003 a 2004. |
| Embraer: wing (slat and wing anti-ice)Indústria | Projeto e certificação do antigelo térmico do slat e da asa e das sondas pitot, TAT e porta estática. | Simulação LEWICE e ensaios no túnel de gelo da NASA. | 1997 a 2007. |
| Embraer: engine anti-iceIndústria | Sistema de proteção antigelo de motor desenvolvido com abordagens experimental e numérica. | Ensaios e simulação. | Artigo técnico SAE, 2007. |
| Pitot tube, A-4 Skyhawk, Brazilian NavyProjeto | Coleta de água no tubo de pitot. A distribuição alimenta modelos 1D ou 2D do aquecedor. | CFD++. | β máximo de 0,916. |
| Air data probes: heat load and envelope analysisProjeto | Programas em Python que definem os pontos de operação e os pontos de ensaio em túnel de gelo, comparados com normas antigas e atuais: FAR 25 Apêndice C, EASA, BS 2G 135 e SAE AS5562, que a TSO-C16b da FAA chama. | Programas em Python: carga térmica contra água coletada e pontos de operação. | Usado na Joby e apresentado no SAE AC-9C. |
| Icing tunnel and pitot tests at UFRJProjeto | Projeto e instalação do primeiro túnel de gelo do Brasil, ensaios de gelo em pitot em voo e no túnel e a investigação do acidente do voo Air France 447. | Túnel de gelo, ensaios em voo e modelos térmicos. | J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng., 2016. |
| Anti-ice model against NASA experimentPesquisa | Temperatura de superfície e coeficientes de transferência de calor contra o experimento de Al-Khalil et al. (2001). | Modelos de camada limite integral e diferencial da ATS. | AIAA, 2009. |
Artigos por trás do método
- Silva, Silvares, Zerbini (2007). Numerical simulation of airfoil thermal anti-ice operation, part 1: mathematical modelling. Journal of Aircraft 44(2).
- Silva, Silvares, Zerbini (2007). Numerical simulation of airfoil thermal anti-ice operation, part 2: implementation and results. Journal of Aircraft 44(2).
- Silva, Silvares, Zerbini, Hefazi, Chen, Kaups (2009). Differential boundary-layer analysis and runback water flow model applied to flow around airfoils with thermal anti-ice. AIAA.
- Silva, Silvares, Zerbini (2006). Water film breakdown and rivulets formation effects on thermal anti-ice operation simulation. AIAA/ASME Joint Thermophysics Conference.
- Domingos, Pustelnik, Trapp, Silva, Campo (2007). Development of an engine anti-ice protection system using experimental and numerical approaches. SAE.
- Lima da Silva et al. (2011). Proposed wall function models for heat transfer around a cylinder with rough surface in cross flow. SAE 2011-38-0023.
- Souza, Lisboa, Allahyarzadeh, Silva et al. (2016). Thermal analysis of anti-icing systems in aeronautical velocity sensors and structures. J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng.
Exemplos
Selecione uma imagem para ver cada exemplo.
Carga térmica de sondas
Carga térmica contra água coletada em sondas de dados de ar, com os requisitos de normas antigas e atuais.
Solicitar proposta técnicaO que protegemos
Asas e empenagens
Sistemas eletrotérmicos, de ar quente e de boots em bordos de ataque e compensadores.
Entradas de ar de motor, ar dinâmico e hélices
Risco de ingestão, aquecimento da entrada de ar e proteção de pás e cone.
Sondas pitot e sondas AoA
Sondas TAT, pitot e inteligentes, sensor de AoA e detectores de gelo, com potência do aquecedor e localização.
Para-brisas
Aquecimento para a visão do piloto, com pilha de camadas e limites de temperatura.
Antenas e radomes
Proteção que não perturba a função eletromagnética.
eVTOL, drones e rotores
Aeronaves que podem não ter sistema convencional e precisam mostrar que o gelo não afeta a operação, ou que conseguem escapar da condição.
Ensaios e simulação trabalham juntos
Ensaios que você ainda vai precisar
Túnel de vento com gelo simulado para aerodinâmica, túnel de gelo para o sistema de proteção, ensaios em voo com gelo artificial e em gelo natural, e ensaios que validam os resultados.
O que a simulação faz pela campanha
Ela projeta o sistema, economiza ensaios em túnel e em voo, apoia a cobertura do envelope, apoia a certificação e apoia a análise de casos de falha.
De onde vem a experiência
Dez anos de projeto e certificação de antigelo na Embraer, depois projetos de clientes na ATS, junto com pesquisa e o desenvolvimento do nosso solver próprio.
Indústria Embraer, 1997 a 2007Projeto Projetos de clientes e de instalações da ATSPesquisa Artigos, workshops e comitêsiceAccretionFoam Desenvolvimento do nosso solver 3D próprio
- 1997–2007Indústria
Embraer: projeto e certificação de antigelo da asa e de sondas pitot, TAT, porta estática e smart probes, com ensaios no túnel de gelo da NASA e simulação.
E190: sistema pneumático, ECS e certificação de gelo, com a campanha de ensaios em túnel e em voo e os relatórios. E145: suporte técnico de sondas, ADs, boletins de serviço e manual de voo. E170/190: certificação de smart probes, um trabalho inovador e intensivo em simulação com CFD++, em resposta a uma CRI da EASA que antecipou em 2003/2004 as condições de água líquida da SAE AS5562, que a TSO-C16b só incluiu mais de uma década depois. Antigelo térmico do slat e da asa com simulação LEWICE e ensaios no túnel de gelo da NASA. Também o processo de certificação de sondas de 2001 com fabricantes e autoridades e um sistema antigelo de motor (SAE, 2007).
- 2003Pesquisa
Modelagem e simulação de sistema antigelo em aerofólios, AIAA 41st Aerospace Sciences Meeting.
- 2006–07Pesquisa
Modelo de quebra do filme de água e filetes, e dois artigos no Journal of Aircraft sobre antigelo em aerofólios.
- 2007Projeto
A ATS inicia serviços de engenharia, ensaios e certificação apoiados por simulação, com projetos de gelo e de sistemas de proteção contra gelo em sondas, asas e eVTOL.
- 2009Pesquisa
Na Cal State Long Beach, integrou o método diferencial compressível de camada limite de Cebeci ao seu código de antigelo, com o escoamento da água.
Artigo no AIAA com os Profs. Hefazi, Chen e Kaups.
- 2010Pesquisa
Modelo de densidade de potência de sondas pitot, SAE AC-9C, Portland.
- 2011–15Pesquisa
Funções de parede para superfícies rugosas e depois modelos CFD e de camada limite com transição, validados em cilindro rugoso.
- 2016Projeto
Gelo em pitot em voo e no túnel de gelo projetado para a UFRJ, com a análise térmica de antigelo em sensores de velocidade e estruturas.
- 2020–24Projeto
STC da Turkish Aerospace em aeronave de vigilância: substanciação e análises de apoio à certificação dos sistemas de proteção contra gelo (base FENSAP), com apoio de simulação e ensaios, em parceria com a Akaer.
- 2023–24Projeto
Joby (eVTOL): mapeamento de carga térmica e coleta de água 3D em uma sonda pitot, com apoio à certificação de gelo.
- 2023Pesquisa
Transferência acoplada de calor e massa em sistemas de proteção de aerofólios, publicada no blog da ATS.
- 2026–28iceAccretionFoam
iceAccretionFoam: a Fase 2 do FAPESP PIPE mira a proteção térmica no solver 3D.
Como um projeto acontece
Missão e desempenho
Perfil de missão, pesos, velocidades e altitudes. Faixas de ângulo de ataque a partir da dinâmica de voo.
Gelo de referência e condições críticas
Gelo na superfície desprotegida e os pontos críticos do envelope.
Projeto do sistema
Arquitetura, fonte de calor, camadas, área protegida e lógica de controle junto com a sua equipe.
Análise térmica
Balanço de calor, filme de água, escoamento e densidade de potência nos pontos críticos.
Casos de falha e gelo residual
Formatos de gelo quando o sistema falha ou está desligado, e o gelo residual após o degelo.
Relatórios de certificação e apoio aos ensaios
Descrição do sistema, avaliação de segurança, plano de certificação, e relatórios do modelo numérico e dos ensaios em túnel de gelo e em voo. Tudo sob NDA.
Palestras, artigos e imprensa
- FAPESP aprova o iceAccretionFoam no PIPE (2026)
- Simulação de sistemas de proteção contra gelo em aerofólios: transferência acoplada de calor e massa (2023)
- Simulação numérica de transferência de calor convectiva para gelo em voo (2023)
- Gelo em aeronaves explicado: entrevista à Revista Asas (2024)
- “The Icing Engineering Process”: palestra na SUNY Korea (2022)