本发明专利技术涉及一种用于螺旋桨风扇式飞行器推进单元叶片(1)的除冰装置，其中，所述推进单元(1)包括涡轮机(8)，涡轮机(8)旋转驱动至少一个转子(3a)，转子(3a)包括多个叶片(4a)，多个叶片(4a)绕随这些叶片运动的环形冠状部(5a)设置，环形冠状部(5a)的外壁(14a)形成推进单元的部分外罩部，所述外罩部(6)承受推进单元外部的大气条件。所述涡轮机(8)产生通过环形热脉状管(10)离开的热气体流，环形热脉状管(10)与运动的环形冠状部(5a)同轴，并且其表面部分地由所述运动的环形冠状部(5a)的内壁(15a)限定。本发明专利技术包括：运动的环形部件(5a)内的将热能转化为电能的装置(16)；将产生的电能向转子叶片(4a)传递的装置(17)；将电能转化为热能的装置(18)，装置(18)在所述叶片(4a)的表面的至少一部分上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术落入航空学设备的领域内。更具体地，本专利技术涉及除冰装置。在此情况下， 本专利技术具体涉及为螺旋桨叶片除冰的问题。
技术介绍
在飞行的各种阶段中，特别是在地面上、起飞、爬升或着陆时，飞行器通常受到结冰大气条件(冷表面+环境湿度)的影响，这导致机身的各种部件上产生冰沉积。这些冰沉积更改了飞行器的空气动力学性能，增加了飞行器的质量，减小了飞行器的可操控性。数十年来已经开发并且各专家已知各种(防止在飞行器的表面上形成冰的)防结冰装置和(一旦已经形成冰则分离冰块的)除冰装置。例如，对于机翼前缘，它们使用加热电阻器，加热电阻器使冰融化并且碎裂成块，再由气流去除。通过相同的方式，间歇地使用可膨胀膜以便在形成冰的同时使冰碎裂。很明显，在螺旋桨驱动的飞机的情况下，对螺旋桨叶片产生通过防结冰或除冰而对抗结冰的类似问题。在此情况下，一般使用加热电阻器，这通过使用安装在螺旋桨轴内的发电机，并且向穿过此轴朝向各种叶片的电缆转移电流(例如，见专利文献WO 97/24261)。随后，保证叶片的永久除冰所需的功率的量导致优选选择以循环方式逐一加热叶片。以规则间隔除冰的此模式减小所需电功率以及发电机的尺寸。相反，在包括两个反向旋转的螺旋桨的已知总名称为“螺旋桨风扇”的推进单元， 而两个反向旋转的螺旋桨具有通过本身由涡轮机驱动的差速变速箱驱动的开敞式转子 (非整流罩密封的)的情况下，螺旋桨绕此涡轮机芯部以环形方式设置，而此设置妨碍了使用前文提到的装置。此外，已知旋转接触装置，该旋转接触装置借助于使用导电刷保证固定轴与运动环形部件之间电功率的传递，该导电刷固定于在旋转部件环形轨道上滑动的轴上。在此情况下，将要转移从而为螺旋桨风扇的叶片除冰的功率接近约20千瓦，这意味着相当大尺寸的装置。这些旋转接触系统的主要缺点之一关联于刷相对于运动轨道的速度，此速度一般接近100m/S，无疑取决于环形轨道的直径以及此部件的旋转速度。对于所有这些旋转接触系统的这样的结果是刷的快速磨损，导致降低的性能以及对频繁且高成本维护的要求。对于这些刷的润滑的缺失(由于复杂性)还导致显著减小此寿命ο在螺旋桨风扇的前螺旋桨的情况下，涡轮机的芯部的直径导致运动部件相对于静止部件的相对速度为400m/S的级别，由于这超过了市场上可用的装置的规格，故而这使得使用刷和运动轨道的系统在实践中不可用。基于两个螺旋桨的反向旋转特性的螺旋桨风扇的情况下，此情形进一步恶化。最后，螺旋桨风扇的特征在于其产生的排气流在出口约800°C的高温；此气体流在推进单元的轴与两个螺旋桨之间通过，使得难以安装可能受高温条件影响的材料。因此，本专利技术的目标是提出一种用于对螺旋桨风扇式推进单元的叶片除冰/防结冰并避免上文提到的缺陷的装置。
技术实现思路
为此，本专利技术设想用于螺旋桨风扇式飞行器推进单元叶片的除冰装置，其中所述推进单元包括涡轮机，涡轮机旋转驱动至少一个转子，转子包括多个叶片，多个叶片绕随这些叶片运动的环形冠状部设置，环形冠状部的外壁形成推进单元的部分外罩部，所述外罩部承受推进单元外部的大气条件，所述涡轮机产生通过环形热脉状管离开的热气体流，环形热脉状管与运动的环形冠状部同轴，并且其表面部分地由所述运动的环形冠状部的内壁限定，除冰装置包括运动的环形部件内的将热能转化为电能的装置；将产生的电能向转子叶片传递的装置；将电能转化为热能的装置，装置在所述叶片的表面的至少一部分上。优选地，将热能转化为电能的装置包括发电机，发电机由一组塞贝克效应热敏二极管制成，设置在分别用作这些二极管的热源和冷源的环形冠状部的内壁与外壁之间，所述热敏二极管以串联或者并联群组布置，从而获得作为发电机的输出的与转子叶片的除冰需要相符的电压和电流强度。根据有利的实施方式，热敏二极管是H3a5Sna5Te式。根据有利的实施方式，暖气管设置在环形冠状部的壁中的一个与热敏二极管的一个表面之间。替代性地，用于为叶片除冰的装置包括将或者来自热环形脉状管的热空气或者外部空气朝向其上安装热敏二极管的壁引导的装置。可以理解，针对其用作热敏二极管热源和冷源而言，有必要满足存在于热区域与冷区域之间的推进单元中的距离的需要。根据可以一起使用的各种设置发电机以环形方式在环形冠状部的大致整个内周缘上延伸。在转子包括η个叶片的情况下，发电机的每个360° /n扇区将电能以用于其除冰的适量功率供给至一个叶片。该装置包括控制热敏二极管的热源与冷源之间的温度差的装置，该控制装置由根据电子控制单元对于由二极管产生的电流的指令来控制。可以理解，此最后的设置允许产生实时最大化热敏二极管的能量收益的反馈过程。为了优化使用由发电机产生的电能，此最后有利地包括电子控制单元，全部二极管向电子控制单元供给所产生的电流；此电子控制单元设计为测量可用电功率，并且将可用电功率在叶片之中分配，并且在所产生的功率的量低于预定阈值的情况下为叶片选择循环供给模式。阈值将选择为使得时刻的特征为当所产生的功率的量不足以永久并行供给至所有叶片时。优选地，叶片的加热电阻器得到永久供给，由此同时供给所有叶片。附图说明下文仅作为本专利技术实施方式的示例给出的描述是参照包括在附件中的图进行的， 图中图1示出了可以应用本专利技术的螺旋桨风扇式推进单元，本专利技术应用于其上；图2在非常示意性的横截面图中图示了这种推进单元；图3示意性地示出了塞贝克效应发电机的组装原理；图4示出了依据可得到的温差的能够通过可商用热敏二极管获得的电功率密度；图5图示了根据本专利技术的用于叶片的除冰装置；图6图示了螺旋桨风扇的两个转子上的热敏二极管的实施示例。具体实施例方式本专利技术预定为用于例如如图1中示出的被称作“螺旋桨风扇”式的飞机推进单元 1。这种推进单元设想为用于未来的飞行器。在此处图示的实施的示例中，两个螺旋桨风扇推进单元1借助于发动机外挂架附连在飞行器机身2后部的两侧上。此处，每个螺旋桨风扇推进单元1均包括两个反向旋转的转子3a、3b，每个转子 3a,3b均包括等距离的并设置在推进单元1后部的一组叶片^、4b。每个转子3a、3b的叶片4a、4b从随此转子运动的环形冠状部5ajb伸出，环形冠状部5a、5b的外表面设置成与推进单元的外蒙皮6连续。如图2中示意性地示出的，螺旋桨风扇推进单元1包括供给涡轮机8的进气口 7。 此涡轮机8包括当涡轮机运行时旋转驱动的轴向部。进而，此轴通过图2中未示出的机械传动装置驱动两个反向旋转的转子3a、3b的叶片^、4b的轴9a、9b。操作时由涡轮机8产生的热气体通过环形热脉状管10排出，该环形热脉状管10 具有设置在两个转子3a、!3b后部处的出口。“螺旋桨风扇”的实现细节及其部件——转子、涡轮机、传动装置——以及其尺寸、 材料等超出本专利技术的范围。因此，此处描述的元件仅用于提供信息，从而通过实施的非限制性示例中的一个便利本专利技术的理解。正如从上文描述中显而易见的，在飞行器飞行过程中，温度为在地面附近的+30°C 与高空的-50°C之间的外部空气大致沿着与飞行器的移动的纵向轴线X相反的方向沿着螺旋桨的环形冠状部5ajb循环。同时，在热脉状管10内循环的气体在通常在600°C与800°C之间的范围内变动的温度。根据本专利技术的除冰装置借助于使用允许将热能转换为电能的塞贝克效应组件在几厘米距离下利用此相当大的温差。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：吉约姆·比兰，塞韦里内·佩雷特，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：
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