一种用于飞机翼面前缘的除冰系统及除冰方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115973422A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202111204817.7(22)申请日2021.10.15(71)申请人中航西飞民用飞机有限责任公司地址710089陕西省西安市阎良区蓝天路88号(72)发明人穆运明刘县龙郭洁郑颖张锋任卫国(74)专利代理机构中国航空专利中心11008专利代理师杜永保(51)Int.Cl.B64D15/12(2006.01)B64D15/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种用于飞机翼面前缘的除冰系统及除冰方法(57)摘要一种用于飞机翼面前缘的除冰系统及除冰方法，除冰系统将气动带除冰和电热除冰复合为一体，含有除冰套、空气管路和加热电路，除冰套粘接在飞机翼面前缘，是一个U型复合多层结构，除冰套含有粘贴层、充气管层、过渡层、加热层和表面防护层，充气管层含有多个平行的管状气囊，每个管状气囊与空气管路连通，加热层含有加热电阻，通过加热控制器可以调节温度，本发明通过增加除冰套表面的温度，使冰与除冰套的附着力减小，从而使气囊更容易将冰破碎并从飞机翼面前缘去除，并且能够减少在多个除冰周期后除冰套表面残留冰的存在，提高除冰效果。CN115973422ACN115973422A权利要求书1/1页1.一种用于飞机翼面前缘的除冰系统，其特征在于，该除冰系统将气动带除冰和电热除冰复合为一体。2.如权利要求1所述的用于飞机翼面前缘的除冰系统，其特征在于，所述的除冰系统含有除冰套、空气管路和加热电路，所述的除冰套粘接在飞机翼面前缘，是一个U型复合多层结构，除冰套含有粘贴层、充气管层、过渡层、加热层和表面防护层，所述的充气管层含有多个平行的管状气囊，每个管状气囊分别与空气管路相连通，所述的加热层含有加热电阻，该加热电阻与加热电路连接。3.如权利要求1所述的用于飞机翼面前缘的除冰系统，其特征在于，所述的空气管路通过空气分配活门分别与每个管状气囊连通，空气管路上设有压力传感器。4.如权利要求1所述的用于飞机翼面前缘的除冰系统，其特征在于，所述的加热电路含有温度控制器和温度传感器。5.一种飞机翼面前缘的除冰方法，其特征在于包含以下内容，1)使用如权利要求1或2或3或4所述的用于飞机翼面前缘的除冰系统；2)将除冰套粘接在飞机翼面前缘位置，空气管路和加热电路置于飞机机翼内，空气管路与飞机机内气源连通，加热电路与机内电源连接；3)通过温度控制器将加热层的温度控制在‑5℃～0℃；4)通过空气分配活门周期性交替向管状气囊充气和抽真空。2CN115973422A说明书1/4页一种用于飞机翼面前缘的除冰系统及除冰方法技术领域[0001]本发明涉及飞机除冰系统设计领域，尤其涉及安装涡轮螺旋桨或涡轮喷气发动机飞机翼面类表面前缘除冰系统及除冰方法。背景技术[0002]飞机在含有过冷水滴的云层中飞行时，部件表面会发生冰的积聚，称为飞机结冰，结冰会破坏飞机的气动外形，造成飞机阻力增大，升力减小，失速速度提高，失速迎角减小，稳定性程度减小，操纵品质恶化，使飞机的飞行包线向内“萎缩”，飞行范围受到限制。特别需要提到的是，目前飞机设计中通常采用高性能的机翼和经过精心设计的翼型，而这种机翼前缘结冰时造成的后果往往更为严重。为了防止飞机某些部位(主要包括风挡，空速管，螺旋桨，直升机旋翼，机翼、尾翼、发动机进气道前缘等)结冰，或结冰时能间断地除去冰层，保证飞机积冰时飞行安全，往往要采用适当的防冰与除冰技术。[0003]现有防除冰系统根据防除冰所采用能量方式不同，有机械除冰系统、液体防(除)冰系统、热防(除)冰系统等。[0004]机械除冰系统包括电脉冲除冰系统和气动带除冰系统。电脉冲除冰系统是由释放静电能产生高能量的电脉冲，作用在飞机部件待防护部位的蒙皮上，在弹性变形范围内时蒙皮快速鼓动，从而破除该蒙皮表面上冰层的机械除冰系统，这种除冰系统由于结构复杂，很少有飞机采用。气动带除冰系统又称膨胀管除冰系统，利用飞机部件前缘表面上膨胀管的膨胀作用，使其表面冰层破碎而脱落的机械除冰系统，这种系统的特点是工作可靠，耗能较少，并且对于涡轮螺旋桨飞机或涡轮风扇飞机，其所需要的驱动能量可以直接从发动机引气获得，所以在很多涡轮螺旋桨飞机上，机翼、尾翼前缘的除冰装置一般选用气动带除冰系统，但这种系统有一个致命的弱点，即膨胀管在膨胀除冰时阻力较大。并且有研究表明冰与除冰套前缘的附着力随着温度的降低逐渐增大，在‑15℃左右时达到较大，而飞机最常见的结冰也往往发生在环境温度‑15℃时，所以此时冰与除冰套前缘的附着力很大，除冰套的除冰不可能很彻底，每次除冰后会有一些残留冰，特别是经过多个除冰周期后，残留冰会更多，造成除冰效果的下降，使飞机性能恶化。[0005]液体防冰系