可调节防冰系统分隔条带技术方案

一种安装在飞行器上的电热防冰系统(IPS)包括传感器、分隔条带组件和控制器。所述传感器监测施加在所述传感器上的局部入射气流的方向。所述分隔条带组件联接到关键表面并且包括多个加热部段。所述控制器与所述传感器和所述分隔条带组件进行信号通信。所述控制器基于所述局部入射气流确定入射在所述飞行器的关键表面上的表面气流的方向，并且基于所述表面气流的所述方向，相对于所述多个加热部段之中的非目标加热部段选择性地将功率集中到所述多个加热部段之中的至少一个目标加热部段。多个加热部段之中的至少一个目标加热部段。多个加热部段之中的至少一个目标加热部段。

【技术实现步骤摘要】
可调节防冰系统分隔条带


[0001]本公开涉及用于飞行器的除冰系统，并且更特别地，涉及飞行器电热防冰系统。

技术介绍

[0002]飞行器实施除冰系统以去除飞行器的关键表面上的冰积聚，所述关键表面诸如例如机翼、水平安定面、发动机、挂架和/或桨叶，仅举几个表面。飞行器除冰系统的示例包括电热防冰系统(IPS)，所述电热IPS利用设置在关键表面的一个或多个冰滞区域处的一个或多个高瓦密度分隔条带。
[0003]分隔条带可响应于接收到电流而被加热，由此有利于防结冰(例如，防止冰的形成)和/或理想地从关键表面前缘上的最大动压位置的区域去除积冰。通过去除目标位置处的冰，关键表面在飞行器飞行期间实现的气动力有助于从关键表面的更远离尾部的位置去除或“脱落”积冰的其余部分，由此允许降低去冰(除冰)电热功率并且提高其他防冰区的脱落性能。

技术实现思路

[0004]根据一个非限制性实施方案，一种安装在飞行器上的电热防冰系统(IPS)包括传感器、分隔条带组件和控制器。所述传感器监测施加在所述传感器上的局部入射气流的方向。所述分隔条带组件联接到所述关键表面并且包括多个加热部段。所述控制器与所述传感器和所述分隔条带组件进行信号通信。所述控制器基于所述局部入射气流确定入射在所述飞行器的关键表面上的表面气流的方向，并且基于所述气流的所述方向，相对于所述多个加热部段之中的非目标加热部段选择性地将功率集中到所述多个加热部段之中的至少一个目标加热部段。
[0005]根据另一个非限制性实施方案，一种分隔条带组件被配置为安装在飞行器的一个或多个关键表面处。所述分隔条带组件包括中间分隔条带部段、下分隔条带部段和上分隔条带部段。所述中间分隔条带被配置为接触所述关键表面的中间部分，所述下分隔条带部段被配置为接触所述关键表面的下部，并且所述上分隔条带部段被配置为接触所述关键表面的上部。所述中间分隔条带部段、所述下分隔条带部段和所述上分隔条带部段响应于接收到集中功率而被激活，其中至少一个中间分隔条带部段、至少一个下分隔条带部段和至少一个上分隔条带部段被配置为彼此独立地激活。
[0006]根据又一个非限制性实施方案，提供了一种对飞行器的关键表面进行除冰的方法。所述方法包括确定所述飞行器的关键表面上的多个加热区并将分隔条带联接到所述关键表面，使得所述分隔条带的多个加热部段对应于所述多个加热区。所述方法还包括经由传感器监测施加在所述传感器上的局部气流的方向，以及经由控制器基于施加在所述传感器上的所述局部气流的所述方向确定入射在所述关键表面上的表面气流的方向。所述方法还包括经由所述控制器通过以下方式彼此独立地选择性地激活所述多个加热部段：基于所述表面气流的所述方向，相对于所述多个加热部段之中的非目标加热部段将电功率集中到
所述多个加热部段之中的至少一个目标加热部段。
附图说明
[0007]现在将仅以举例的方式并且参考附图来更详细地描述本公开的某些实施方案，在附图中：图1是装备有根据非限制性实施方案的电热防冰系统(IPS)的飞行器的示意图；图2是根据非限制性实施方案的包括电热IPS的分隔条带组件的分解图；图3是图2中所示的分隔条带组件的组装图；图4A和图4B示出根据非限制性实施方案的响应于接收到第一方向上的气流而加热第一目标分隔条带区的分隔条带组件；图5A和图5B示出根据非限制性实施方案的响应于接收到第二方向上的气流而加热第二目标分隔条带区的分隔条带组件；图6A和图6B示出根据非限制性实施方案的响应于接收到第三方向上的气流而加热第一目标分隔条带区的分隔条带组件；并且图7是示出根据非限制性实施方案的对飞行器的关键表面进行除冰的方法的流程图。
具体实施方式
[0008]飞行器设计师不断寻求设计解决方案以减少飞行器的电功率需求。随着飞行器设计增加基于电力的系统的数量，这一目标变得更加重要。防冰对于飞行器电气设计特别重要，因为最大功率汲取是高的并且在结冰状况下是特别 需要的，而结冰状况仅在一小部分操作时间期间才会遇到。常规电动IPS或机电IPS在有时称为“分隔条带区”的固定位置处利用单个带。分隔条带或多个加热器都同时一起通电，以便均匀地加热分隔条带区，而不管积冰的实际位置。因此，常规IPS设计并未优化功耗。
[0009]各种非限制性实施方案通过提供包括限定相应分隔条带区的多个分隔条带的分隔条带组件来改进常规IPS。基于气流相对于关键表面的角度，一个或多个目标分隔条带区可彼此独立地被加热。因此，目标分隔条带区可被选择为要加热，并且可在最大动压位置随着飞行器攻角(AOA)、空速、增升装置的配置和/或其他参数变化时基于最大动压位置的改变而动态地改变。因此，并非如由常规电热IPS当前执行的加热关键表面的设置有分隔条带的整个区域，而是一个或多个非限制性实施方案允许在不加热其他分隔条带的情况下选择性地加热目标分隔条带，由此提供能够以提高的功率效率操作的优化的电热IPS。
[0010]现在参考图1，示出了配备有根据非限制性实施方案的优化的电热防冰系统(IPS) 14的飞行器10。飞行器10包括可由电热IPS 14加热的关键表面12。尽管关键表面12被自此描述为例如机翼，但应当理解，关键表面还可包括但不限于翼型件、桨叶或任何弯曲的前缘表面。
[0011]电热IPS 14包括一个或多个传感器22、分隔条带组件15和控制器50。电热IPS 14被配置为从机翼12的前缘18去除冰。在一些实施方案中，电热IPS 14向前缘18提供热量，以便融化附着到前缘的冰。尽管由于电热IPS 14的去冰能力，机翼12的前缘18被描绘为无冰，但冰积聚20被示出在位于电热IPS 14尾部的停滞区域处。
[0012]传感器22可执行各种类型的感测功能和测量，包括但不限于温度测量、大气压力测量、气流速度测量和气流方向测量。在一个或多个非限制性实施方案中，传感器22包括从飞行器10 (例如，机身侧面)伸出由此与飞行器10相邻地将表面区域暴露于大气的探针。可使用各种技术来检测所暴露的传感器22上的冰积聚。例如，在一些实施方案中，可使用共振探针来检测这些表面区域上的冰积聚。共振探针可具有共振频率变化，所述共振频率变化指示传感器22的表面区域上的冰积聚，所述冰积聚与飞行器10的关键表面上的冰积聚相关。在一些实施方案中，两个相邻导体可定位在分隔条带组件15的表面区域上，使得导体与机翼12相邻地暴露于大气中。当水或冰附着在表面区域上并跨越两个相邻导体时，导体之间的导电率可指示此类状况。接近表面传感器定位的温度传感器可用于区分水与冰的检测。
[0013]在一个或多个非限制性实施方案中，传感器22被配置为监测与入射在飞行器10的关键表面12上的气流方向相关的入射气流方向。入射行程可描述为在飞行器10的飞行期间沿关键表面12 (例如机翼)的入射的变化。在一些情况下，在飞行器10的飞行期间，靠近飞行器10的表面的气流角度受边界层效应影响，并且可能与飞行器10相对于自由流条件的真实气流角度不相同。
[0014]一些传感器22可能够感测所谓的局部AOA或局部气流角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安装在飞行器上的电热防冰系统(IPS)，所述电热IPS包括：传感器，所述传感器被配置为监测施加在所述传感器上的局部入射气流的方向；分隔条带组件，所述分隔条带组件联接到所述飞行器的关键表面，所述分隔条带组件包括多个加热部段；以及控制器，所述控制器与所述传感器和所述分隔条带组件进行信号通信，所述控制器被配置为基于所述局部入射气流确定入射在所述飞行器的关键表面上的表面气流的方向，并且基于所述表面气流的所述方向，相对于所述多个加热部段之中的非目标加热部段选择性地将功率集中到所述多个加热部段之中的至少一个目标加热部段。2.如权利要求1所述的电热IPS，其中所述控制器基于所述表面气流的所述方向和所述关键表面的冰滞区域中的一者或两者确定所述关键表面的最佳加热区，并且将第一水平的功率递送到所述至少一个目标部段以加热所述最佳加热区，同时将小于所述第一水平的功率的第二水平的功率递送到所述非目标部段中的至少一个。3.如权利要求2所述的电热IPS，其中所述多个加热部段包括：接触所述关键表面的中间部分的至少一个中间分隔条带部段；接触所述关键表面的下部的至少一个下分隔条带部段；以及接触所述关键表面的上部的至少一个上分隔条带部段。4.如权利要求3所述的电热IPS，其中所述控制器基于所述表面气流的所述方向，激活所述中间分隔条带部段、所述至少一个下分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段中的至少一个，同时停用其余的中间分隔条带部段、所述至少一个下分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段中的至少一个。5.如权利要求4所述的电热IPS，其中所述控制器响应于检测到入射在所述关键表面的所述中间部分上的所述表面气流，激活所述至少一个中间分隔条带部段，同时停用所述下分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段中的至少一个。6.如权利要求4所述的电热IPS，其中所述控制器响应于检测到入射在所述关键表面的所述下部上的所述表面气流，激活所述至少一个下分隔条带部段，同时停用所述中间分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段中的至少一个。7.如权利要求4所述的电热IPS，其中所述控制器响应于检测到入射在所述关键表面的所述上部上的所述表面气流，激活所述至少一个上分隔条带部段，同时停用所述中间分隔条带部段和所述至少一个下分隔条带部段中的至少一个。8.如权利要求2所述的电热IPS，其中所述控制器控制到所述至少一个目标部段的电流输出以将所述功率集中在所述至少一个目标部段处，同时阻止到所述非目标部段中的所述至少一个的电流输出以停用所述至少一个非目标部段。9.一种分隔条带组件，其包括：接触飞行器的关键表面的中间部分的至少一个中间分隔条带部段；接触所述关键表面的下部的至少一个下分隔条带部段；以及接触所述关键表面的上部的至少一个上分隔条带部段，其中所述至少一个中间分隔条带部段、所述至少一个下分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段响应于接收到集中功率而被激活，并且所述至少一个中间分隔条带部段、所述至少一个下分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段被配置为彼此独立地激活。
10.如权利要求9所述的分隔条带组件，其中基于入射到所述关键表面的表面气流的方向，所述至少一个中间分隔条带部段、所述至少一个下分隔条带部段和所述至少一个上分隔条带部段被配置为激活，同时其余的至少一个中间分隔条带部段、所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：古德里奇公司，
类型：发明
国别省市：