用于旋翼飞行器的冰管理系统技术方案

一种冰管理系统设置成用于具有至少一个转子的飞行器，每个转子具有多个叶片。该系统具有适于安装在飞行器上远离转子的电源，并且至少一个加热器安装在转子上，用于加热转子的至少一部分。固态控制继电器安装在转子上，并在电源与每个加热器之间传导连接，用于选择性地控制从电源到每个加热器的电流。另外，该系统还可包括安装在飞行器上远离转子的固态馈送继电器，该继电器在电源和控制继电器之间传导连接，用于选择性地控制通往控制继电器的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及冰管理系统领域，并且尤其涉及用于旋转翼飞行器的冰管理系统。
技术介绍
旋翼飞行器具有冰块累积的弱点，这一弱点并不会在螺旋桨推进的固定翼飞行器上或传统的直升机上存在。与螺旋桨相比，旋翼螺旋桨的直径明显要大，并且旋转更慢，产生了较小的离心力。更高的离心力倾向于使得在螺旋桨叶片上形成的冰脱落，而旋翼螺旋桨较低的离心力使得更多的冰累积在叶片上。而且，旋翼机的升力是由比传统直升机上的转子组件直径更小的旋翼螺旋桨来产生的，因此旋翼螺旋桨需要更高效地产生升力。冰的累积会大大降低旋翼螺旋桨的升力效率，而且，由于旋翼螺旋桨直径和飞行器重量之比，旋翼机中的旋翼螺旋桨叶片上的冰的累积会明显影响旋翼机的着陆或悬停的能力。旋翼机和直升机的另一个显著区别是，当旋翼机在飞机模式下运行时，从旋翼螺旋桨上脱落下来的冰块会被抛撒到机身上。因此，旋翼机上的冰块脱落管理必须采用精确的控制系统，该系统需要能够允许足够的冰累积以获得干净的脱落而不会允许过度的累积，当冰块脱落时过度的累积有可能导致机身的损坏。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是为旋翼飞行器提供一种冰管理系统，该系统具有改善的性能和可靠性。上述目的通过为旋翼飞行器设置一种冰管理系统来实现，该系统具有改善的性能和可靠性。一种冰管理系统设置成用于具有至少一个旋翼螺旋桨的飞行器，每个旋翼螺旋桨是具有多个叶片的组件。该系统具有适于安装在飞行器上的远离旋翼螺旋桨的电源，并且至少一个加热器安装在旋翼螺旋桨上，用于加热旋翼螺旋桨的至少一部分。至少一个固态控制继电器安装在旋翼螺旋桨上，并在电源与每个加热器之间传导连接，用于选择性地控制从电源到每个加热器的电流。另外，该系统还可包括安装在飞行器上远离旋翼螺旋桨的至少一个固态馈送继电器，该继电器在电源和控制继电器之间传导连接，用于选择性地控制通往控制继电器的电流。该系统还可包括电流传感器，例如电流变换器，来监视供给至加热器的电流的量，允许探测并且隔离该系统中的错误。本专利技术提供的冰管理系统具有许多优点，包括(1)重量减轻；(2)该系统控制单元的体积减小；(3)系统的成本降低；(4)可靠性提高；以及(5)改善的错误探测和隔离能力。其他的目的、特征和优势将在下面的描述中得知。附图说明为了更完整地理解本专利技术，包括它的特征和优点，可以参照与附图相结合的本专利技术的详细描述，在附图中相同的附图标记代表相同的部件，其中图1是具有根据本专利技术的冰管理系统的旋翼飞行器的透视图；图2是根据本专利技术的冰管理系统的未安装部件的透视图，这些部件设置成安装在图1的旋翼飞行器上；图3是图1的飞行器的一部分的透视图，该图示出安装在旋翼螺旋桨上的根据本专利技术的冰管理系统的部件；图4是图3中旋翼螺旋桨的一部分的透视图，该图示出根据本专利技术的冰管理系统的其它部件；图5是根据本专利技术的冰管理系统的控制系统的局部示意图，该部分控制对于所对应的旋翼螺旋桨的隔条的加热；图6是根据本专利技术的冰管理系统的控制系统的局部示意图，该部分控制在对应旋翼螺旋桨的整流罩中的加热；图7是根据本专利技术的冰管理系统的控制系统的局部示意图，该部分控制在所对应的旋翼螺旋桨叶片的加热区域中的加热器；图8是三角形结构的示例三相电力负载的示意图；以及图9是图8中的三角形结构的矢量图。具体实施例方式本专利技术是一种用于旋翼机的旋翼螺旋桨的冰管理系统，该系统有效、可靠、坚固并且质量轻，并且成本比较低。对于旋翼机上的冰管理系统来说，可靠性是一个关键要求，以避免在旋翼螺旋桨上的危险的冰块累积以及由此造成的升力损失。电热的旋翼螺旋桨的冰分离区域和前缘隔条上的防冰区域相结合得到所需的旋翼螺旋桨冰块脱落控制，同时使得脱落的冰块的尺寸和重量最小化。该系统包括了多个安装在每个旋翼螺旋桨的每个叶片上的电热加热单元、旋翼螺旋桨上安装的控制继电器、远离旋翼螺旋桨安装的馈送继电器，以及用于控制该控制继电器和馈送继电器的操作的控制器。该系统对至少控制继电器采用固态继电器，固态继电器也优选地用作馈送继电器。对于所有的电热加热单元都使用至少两个串联的继电器连接，从而总是具有至少两种办法来断开对加热单元的供电。这是至关重要的，因为继电器有可能短路连接的情况会导致叶片表面的过热或飞行器电路系统的过载。本专利技术的系统解决了以前的旋翼飞行器冰管理系统所遇到的问题。这些问题中的一些是由于电子器件所遇到的严酷的环境引起的，特别是当它们被安装在旋转的飞行器组件上时。在本专利技术的系统中，每个旋翼螺旋桨上安装有四个电器盒，并且其所处的环境具有高振动和高离心力负载。通过在冰管理系统的部件中使用固态继电器，本系统的可靠性得以增强，并提供了加强错误探测和隔离的能力。本专利技术的系统为每个固态继电器提供一种简单的开路/接地控制，这一方案非常强健和简单，与串行和其它数据连接相比，需要更少的电子器件。使用固态继电器允许通过在部件的每次运行之前或之后按选定的顺序切换继电器而进行错误探测，而以这种方式使用机械接触器式继电器将会明显地减少它们的使用寿命。本专利技术的系统的另一个优点是在每个旋翼螺旋桨上只需要6个高功率电连接器来控制通往对应旋翼螺旋桨中的部件电流，这是由于切换是在旋翼螺旋桨中安装的固态继电器内进行的。这就允许使用滑环、或相似的连接器用于旋转装置，只包括6个高电流的接触环，因此没有必要使用多个电连接和数据连接来操作旋翼螺旋桨上安装的每一个部件。图1示出装备有根据本专利技术的冰管理系统的旋翼飞行器11。飞行器11具有机身13，在机身13的前部安装有驾驶舱15。机翼17A、17B安装在机身13上，发动机短舱19A、19B分别可旋转地安装在每个机翼17A、17B的外端。每个短舱19A、19B里面安装着发动机(未示出)，发动机操作连接到可转动的旋翼螺旋桨21A和21B上。每个旋翼螺旋桨21A和21B都包括3个叶片23。旋翼螺旋桨21A和21B以相反方向旋转，并且包含相似的部件，只是旋翼螺旋桨21A和21B的部件可能以与相对旋翼螺旋桨21A和21B镜像或相反的方式构造和/或安装。下列说明将描述冰管理系统安装在称为旋翼螺旋桨21和短舱19的旋翼螺旋桨21A、21B和短舱19A、19B其中之一的情况，但是应该理解，该说明可应用于在飞行器11两侧上安装的情况。图2示出冰管理系统25的部件。主控制器27安装在驾驶舱15(图1)中，使得飞行员能够选择性地控制系统25的操作。短舱控制单元(NCU)29安装在每个短舱19中，并与控制器27相连。旋转部件包括中央冰分离分配器(CDD)31，其安装在每个旋翼螺旋桨21的中央部分，以及3个叶片冰分离分配器(BDD)33，每一个都安装在每个旋翼螺旋桨21的每个叶片23上。如下面将要进一步描述的，NCU 29容纳多个继电器用来切换通往系统25的旋转部件的电能流动。另外，每个CDD 31和BDD 33容纳了其他的继电器，用来通过旋翼螺旋桨21内的冰控制装置控制电能的流动。图3示出装在旋翼螺旋桨21内的每个BDD 33和CDD 31，一个BDD 33安装在每个叶片23的根部，CDD 31与旋翼螺旋桨21同轴安装。控制器27和每个NCU 29容纳基于计算机的电子器件，这些电子器件根据位于驾驶舱15内的机组成员的控制输入以及由在每个NCU 29和控制器27的电子器件内操作的软件所执行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有至少一个转子的飞行器的冰管理系统，每个转子具有多个叶片，该系统包括：　　　　适于由飞行器承载的远离所述转子的电源；　　　　由所述转子承载的用于加热所述转子至少一个部分的至少一个加热器；以及　　　　由所述转子承载的固态控制继电器，该固态控制继电器在所述电源和所述至少一个加热器之间传导连接，用于选择性地控制从所述电源到所述至少一个加热器的电能的流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：加里S弗罗曼，丹尼尔R蒂皮特，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]