公开了防冰／除冰系统和方法及包括该系统的飞行器结构。本发明专利技术涉及一种使用超声波的用于结构（比如机翼或发动机舱）的可能结冰的外表面的防冰／除冰系统和方法，该结构合并了该系统。根据本发明专利技术的系统包括该结构所配备的、与外表面（２）相对的多个压电换能器（１０），并且该系统包括对与一组这些换能器的均匀布置相关联的、所述表面上预限定的至少一个基本网格（ｉ，ｊ）的矩阵（１６）进行扫描的装置，这些扫描装置能够通过耦合到这些扫描装置的信号加法装置将所述组或每个组中的全部或部分换能器发射的波相继聚焦到这些网格上，并能够生成针对每个网格的、从发射这些波的换能器获得的信号的总和。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用超声波的用于诸如飞行器机翼或发电机艙等结构的 可能结水的外表面的防冰/除冰系统、包括该系统的结构以及由该系统实 施的防冰/除冰方法。
技术介绍
将超声波用于对飞机机翼、直升机浆叶或飞行器发电机抢除冰是具体公知的。文献DE-A-10 2004 060 675描述了一种4吏用i殳置在飞机K翼的前 缘后面的压电换能器对飞机机翼进行除冰的装置和方法，其中工作频率是 根据该机翼的机构的刚度而选择的。根据文献WO-A-2007/095935还已知，使用包括在飞机机翼内部的换 能器的二维网络，该网络发射超声波，以通过扫描机翼的结水表面并检测 由该表面的边缘反射的超声波来测量覆盖该机翼的冰层的厚度。用于这些飞行器结构的公知的除冰系统的主要缺陷尤其在于没有对进行令人满意的除水所需的能耗进行优化,
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种利用超声波的用于例如飞行器机翼或 发电机抢等结构的可能结水的外表面的防水/除水系统，该系统包括配备 在所述结构中的、面向该表面的多个压电换能器，该系统弥补了上述缺陷。为此，根据本专利技术的一种防水系统包括用于扫描与所述换能器的组的 规则布置相关的在所述外表面中预限定的至少一个基本网格的矩阵的装 置，这些扫描装置能够经由耦接到这些扫描装置的信号求和装置将所述组 或每组换能器中的全部或部分换能器发射的波相继聚焦在这些网格上，并 且能够生成针对每个网格的、M射这些波的换能器获得的信号的总和。应注意，所述基本网格的矩阵或每个矩阵的所述求和及扫描装置使得 能够利用与现有的防冰/除冰系统相比而显著降低的能耗来保护该结构防 止结水和/或对该结构有效地进行除冰。有利地，根据本专利技术的防水系统可以包括由多个所述矩阵形成的网络，每个所述矩阵包括多个网格，例如，每个矩阵中的网格的数量在500 和5000之间。根据本专利技术的另一特征，这些求和装置能够在每个时刻重新计算由在 相关联的矩阵或每个相关联的矩阵内的所述组或每组换能器中的每个换 能器发射的各信号的波长和相位，使得这些扫描装置能够以同步的方式将 以针对合成波的最大振幅发射的波的总和聚焦在每个网格上。根据本专利技术的另一特征，所述换能器可以有利地安装在所述结构的与 所述外表面相对的内表面或"皮(skin)"上。作为一个变型，他们可以 合并到该结构中，在该结构专用的外壳内。根据本专利技术的一个优选实施例，与网格的所述矩阵或每个矩阵相关联 的所述组或每组换能器包括分别被设置为面向所述外表面的在对应的矩 阵的外部的两个平行的外围边缘及与"M目对的两个系列的换能器。可选地，根据本专利技术的该示例，所述换能器的系列中的每个系列可以 包括在对应的矩阵的方向上均匀地间隔的多对换能器，每一对的两个换能 器中的一个被设计为在另 一个换能器故障时替换该另 一个换能器。根据本专利技术的另 一特征，所述组或每组换能器中的每个换能器有利地 利用可以容纳在所述结构中的电缆由发电机供电，并且连接到耦接至计算 机的存储器，该计算积4皮设计为计^"被发送至每个网格的波的M，所 有换能器被链接至能够根据确定的扫描序列来控制这些扫描装置的同一 电子管理设备。优选地，根据本专利技术的系统包括用于测量所述外表面的温度的至少一 个设备，该至少一个设^接至所述管理i殳备，以限定在每个扫描序列中 使用的波。还优选地，根据本专利技术的系统还包括声阻尼装置，该声阻尼装置至少 能够避免从所述矩阵之一发射的所述波传播到其他相邻的矩阵。这些阻尼 装置可以有利地包括在所述矩阵之间的分离的阻尼带，优选地，所述分离 的阻尼带每个基于例如"Deltane，，等的粘弹性的弹性体，并且所述分离 阻尼带分别与所述矩阵之间的边界相对地布置在所述结构的与所述外表面相对的内表面与支撑板之间，所述支撑板优选是金属的。更优选地，这些阻尼装置还可以包括阻尼边沿，优选地，所述阻尼边沿每个基于例如"Deltane，，等的粘弹性的弹性体，并且所述阻尼边沿被布置为与所述外表面的围绕所述矩阵或每个矩阵;M目关联的换能器二者的外围区域相对，这些阻尼边沿能够避免由于在每个矩阵中发射的所述波 的边缘效应而导致的>^射。根据本专利技术的一个实施例，所述组或每组换能器可以有利地包括可逆 换能器，该可逆换能器能够连续地发射和接收所述波，具体地，用于通过 回转时间来检测在所述矩阵或每个矩阵上存在的结冰区域。根据本专利技术的防冰系统还可以用作除水系统，这样还能够在通过回转 时间而检测到结水区域之后继续对所述结水区域进行除冰，至少 一个换能器作为发射器来工作，而其他换能器作为接收器，该系统包括耦连至存储 信号压缩和反转装置的发射信号存储装置，所述扫描装置能够将这些被颠倒和压缩的信号再聚焦到所述结冰区域。一般来说，用于根据本专利技术的防水/除水系统中的每个换能器可以有 利地是基于陶瓷材料的多层压电换能器。根据本专利技术的诸如机翼或发电机抢等的其外表面可能结水的飞行器 结构的特点在于，其合并了如上所限定的防水系统。才艮据本专利技术的其中该飞行器结构形成飞机K翼的示例，与所述矩阵或 每个矩阵相关联的每组换能器可以有利地包括分别布置在与在所述矩阵 外部的所述外表面的两个平行的外围边缘相对的上表面侧和下表面侧上 的两个系列的换能器，每个系列中的换能器在所述结构的长度方向上均匀 地间隔并且分别耦连至上表面和下表面功率供给收集器二者。根据本专利技术， 一种使用超声波的用于例如飞行器机翼或发电机艙等结 构的可能结冰的外表面的防水方法如下所述，该方法^使用该结构所配备的 与所W面相邻的多个压电换能器，所述方法主要包括-由这些换能器的组中的全部或部分换能器在与所述组的换能器的 均匀布置相关的、在所述外表面中预限定的至少一个基本网格的矩 阵中发射行波，-对针对所述矩阵的每个网格的M射这些波的换能器获得的、并且 表示这些波的信号进行求和，以及-对所述矩阵至少进行一次扫描，以相继将所发射的合成的行波聚焦 在这些网格上。换句话说，通过经由相关联的换能器的组而同步地发送行波，所述矩 阵或每个矩阵中的每个网格相继被保护防止结冰，其中所述行波具有较低 的振幅，但是其波长和相位在每个时刻重新计算，使得在时刻t、在网格 (i, j)上导致能量的最大值，然后在时刻t+l、在网格(i+l， j+l)上导 致能量的最大值，如此类推。这种工作模式有利地是较不能量密集的。根据本专利技术的另 一个特征，通过在每个时刻重新计算所述信号的波长 和相位以利用合成信号的最大总振幅来最大化每个网格上的振动能量，而 能够以同步的方式执行对所述矩阵或每个矩阵的每一次扫描，优选地，所述合成信号的最大总振幅对应于在这些网格上生成的等于或大于1 ^un的 位移。有利地，能够根据期望的最大扫描周期来选择在每个相关联的组内的 矩阵或每个矩阵的维数和换能器的数量。优选地，换能器发射聚焦在要被处理的矩阵或每个矩阵的每个网格上 的波束(packets of waves )，所述波的频率例如在100kHz和5MHz之间。 每个所使用的换能器可以有利地呈现在所述结构的厚度方向上测量的、为 大约超声波波长的一半的厚度。还优选地，所述外表面的温度被测量，以选择用于每个换能器的扫描 序列的波。优选地，在相邻的矩阵对之间，在其中之一中的发射的波被阻尼，以 避免其传播到相邻的矩阵，和/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用超声波的用于例如飞行器的机翼或发动机舱的结构（３）的可能结冰的外表面（２）的防冰系统（４），该系统包括所述结构配备的、面向所述外表面的多个压电换能器（１０，Ｔ↓［ｋ］，Ｘ↓［ｋ］，Ｙ↓［ｋ］），特征在于，所述系统包括：对与所述换能器的组的规则布置相关联的、在所述表面上预限定的至少一个基本网格（ｉ，ｊ）的矩阵（１６）进行扫描的装置，这些扫描装置能够通过耦合到这些扫描装置的信号加法装置将所述组或每个组中的全部或部分换能器发射的波相继聚焦在这些网格上，并能够生成针对每个网格的、从发射这些波的换能器获得的信号的总和。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：波林特内布雷，马克弗朗索瓦西克斯，
申请(专利权)人：哈特奇桑公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。