BR102021004532A2

BR102021004532A2 - Método para degelo de uma hélice de aeronave, aeronave, e, sistema de degelo para degelo de uma pluralidade de pás de uma hélice

Info

Publication number: BR102021004532A2
Application number: BR102021004532-9A
Authority: BR
Inventors: David R. Danielson
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corporation
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2021-10-13
Also published as: EP3889046A1; US20210300573A1; US12116138B2; CN113460311A; CA3110197A1

Abstract

método para degelo de uma hélice de aeronave, aeronave, e, sistema de degelo para degelo de uma pluralidade de pás de uma hélice. são fornecidas modalidades para degelo de uma hélice de aeronave com uma pluralidade de pás de uma aeronave. um exemplo de método inclui realizar um primeiro aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, por um primeiro período, a primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo. o método inclui ainda, após a expiração do primeiro período, realizar um segundo aquecimento, por uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo.

Description

MÉTODO PARA DEGELO DE UMA HÉLICE DE AERONAVE, AERONAVE, E, SISTEMA DE DEGELO PARA DEGELO DE UMA PLURALIDADE DE PÁS DE UMA HÉLICE

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] As modalidades descritas neste documento geralmente se referem a técnicas de degelo e, mais especificamente, a um esquema de degelo de pá da hélice de múltiplos elementos para cargas elétricas trifásicas equilibradas.

[002] Os sistemas de degelo em aeronaves reduzem e/ou evitam o acúmulo de gelo nas superfícies de aeronaves, como hélices, asas, pás do rotor, superfícies de controle e outros componentes. Diferentes tipos de sistemas de degelo incluem bolsas pneumáticas de degelo, sistemas eletrotérmicos, sistemas de sangria de ar, sistemas eletromecânicos, entre outros. Os sistemas eletrotérmicos usam circuitos resistivos que estão dispostos dentro de um componente específico e que geram calor quando uma corrente passa pelos circuitos resistivos. O calor provoca a redução e/ou prevenção do acúmulo de gelo.

BREVE DESCRIÇÃO

[003] De acordo com uma modalidade, é fornecido um método para degelo de uma hélice de aeronave com uma pluralidade de pás de uma aeronave. O método inclui realizar um primeiro aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, durante um primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo, a primeira zona de degelo sendo formada radialmente em torno de um ponto central da hélice. O método inclui ainda, após a expiração do primeiro período, realizar um segundo aquecimento, por uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo, a segunda zona de degelo sendo formada radialmente em torno do ponto central da hélice, a segunda zona de degelo sendo diferente da primeira zona de degelo. Ao realizar o primeiro aquecimento e ao realizar o segundo aquecimento, uma corrente é fornecida à respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento e à segunda pluralidade de elementos de aquecimento de cada uma das três fases de um dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave, a carga em cada uma das três fases sendo equilibrada.

[004] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que uma ou mais da primeira pluralidade de elementos de aquecimento compreende um primeiro circuito resistivo.

[005] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que realizar o primeiro aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o primeiro período.

[006] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que o primeiro circuito resistivo compreende um primeiro resistor e um segundo resistor, o segundo resistor tendo o dobro da resistência do primeiro resistor.

[007] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que uma ou mais da segunda pluralidade de elementos de aquecimento compreende um segundo circuito resistivo.

[008] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que realizar o segundo aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o segundo período.

[009] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que o segundo circuito resistivo compreende um terceiro resistor e um quarto resistor, o quarto resistor tendo o dobro da resistência do terceiro resistor.

[0010] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que o aquecimento da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice ocorre dentro de um limite de tempo após a expiração do primeiro período.

[0011] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem, após a expiração do primeiro período, esperar por um terceiro período.

[0012] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem, após a expiração do terceiro período, realizar um terceiro aquecimento, pela primeira pluralidade de elementos de aquecimento durante o primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice e após a expiração do primeiro período, realizar um quarto aquecimento, pela segunda pluralidade de elementos de aquecimento pelo segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice.

[0013] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem aquelas após a expiração do segundo período, realizando um terceiro aquecimento, pela primeira pluralidade de elementos de aquecimento durante o primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice.

[0014] De acordo com uma modalidade, é fornecida uma aeronave. A aeronave inclui uma hélice que compreende uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento dispostos em uma pluralidade de pás da hélice e uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento dispostos na pluralidade de pás da hélice, em que cada uma da pluralidade de primeiros elementos de aquecimento está disposta entre um ponto central da hélice e o respectivo cada um dos segundos elementos de aquecimento. A aeronave inclui ainda um dispositivo trifásico de geração de potência que fornece seletivamente uma corrente para a primeira pluralidade de elementos de aquecimento e a segunda pluralidade de elementos de aquecimento. A aeronave inclui ainda um dispositivo de processamento para executar instruções legíveis por computador armazenadas em uma memória, as instruções legíveis por computador controlando o dispositivo de processamento para que realize operações. As operações incluem causar aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, durante um primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo, a primeira zona de degelo sendo formada radialmente em torno de um ponto central da hélice. As operações incluem ainda, após a expiração do primeiro período, causar aquecimento, pela segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo, a segunda zona de degelo sendo formada radialmente em torno do ponto central da hélice, a segunda zona de degelo sendo diferente da primeira zona de degelo. Ao realizar o primeiro aquecimento e ao realizar o segundo aquecimento, a corrente é fornecida à respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento e à segunda pluralidade de elementos de aquecimento de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência, a carga em cada uma das três fases sendo equilibrada.

[0015] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que uma ou mais da primeira pluralidade de elementos de aquecimento compreende um primeiro circuito resistivo.

[0016] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que realizar o primeiro aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o primeiro período.

[0017] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que o primeiro circuito resistivo compreende um primeiro resistor e um segundo resistor, o segundo resistor tendo o dobro da resistência do primeiro resistor.

[0018] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que uma ou mais da segunda pluralidade de elementos de aquecimento compreende um segundo circuito resistivo.

[0019] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que realizar o segundo aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o segundo período.

[0020] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que o segundo circuito resistivo compreende um terceiro resistor e um quarto resistor, o quarto resistor tendo o dobro da resistência do terceiro resistor.

[0021] Além de um ou mais dos recursos descritos neste documento, ou como alternativa, modalidades adicionais incluem que o aquecimento da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice ocorre dentro de um limite de tempo após a expiração do primeiro período.

[0022] De acordo com uma modalidade, é fornecido um sistema de degelo para degelo de uma pluralidade de pás de uma hélice. O sistema de degelo inclui uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento e uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento. O sistema de degelo inclui ainda um dispositivo de processamento para executar instruções legíveis por computador armazenadas em uma memória, as instruções legíveis por computador controlando o dispositivo de processamento para que realize operações. As operações incluem causar aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, durante um primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo, a primeira zona de degelo sendo formada radialmente em torno de um ponto central da hélice. As operações incluem ainda, após a expiração do primeiro período, causar aquecimento, pela segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo, a segunda zona de degelo sendo formada radialmente em torno do ponto central da hélice, a segunda zona de degelo sendo diferente da primeira zona de degelo. Ao realizar o primeiro aquecimento e ao realizar o segundo aquecimento, a corrente é fornecida à respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento e à segunda pluralidade de elementos de aquecimento de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência, a carga em cada uma das três fases sendo equilibrada.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0023] O assunto que é considerado conforme a presente divulgação é particularmente salientado e distintamente reivindicado nas reivindicações na conclusão do relatório descritivo. Os recursos acima e outros recursos e vantagens da presente divulgação são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada em conjunto com as figuras em anexo, nas quais:
a Figura 1 representa uma vista em corte transversal de uma hélice com uma pluralidade de zonas de degelo (ou aquecimento) definidas radialmente em torno de um ponto central da hélice de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento;
a Figura 2 representa um diagrama de circuito de um circuito para degelo de uma hélice de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento;
as Figuras 3A e 3B representam um diagrama de circuito de um circuito para degelo de uma hélice de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento; e
a Figura 4 representa um diagrama de fluxo de um método para degelo de uma hélice de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0024] A aeronave pode utilizar diferentes configurações de motor e hélice. Por exemplo, uma aeronave pode utilizar um único motor ou múltiplos motores (por exemplo, dois motores, quatro motores etc.). Cada motor pode ter uma hélice com um número de pás que podem variar entre os tipos de aeronaves. Algumas aeronaves podem utilizar uma configuração de hélice de duas pás, enquanto outras aeronaves podem utilizar configurações de hélice de múltiplas pás (por exemplo, três pás, quatro pás, cinco pás, seis pás, sete pás, oito pás etc.).

[0025] Com algumas configurações de hélice (ou seja, diferentes contagens de pás), pode ser difícil fornecer uma carga de potência equilibrada para ser colocada em uma fonte de potência (por exemplo, alternador ou gerador) devido a um sistema de degelo da hélice. Embora diferentes zonas de degelo e anticongelamento da hélice tenham sido utilizadas para minimizar a demanda de potência de pico enquanto equilibra aproximadamente a carga nas três fases de uma saída do alternador/gerador da aeronave, uma carga de potência equilibrada nem sempre é obtida. Por conseguinte, é desejável fornecer uma carga de potência equilibrada do sistema de degelo da hélice para o sistema de geração de potência da aeronave, enquanto minimiza a demanda de potência de pico para a função geral de proteção contra gelo da hélice do sistema de degelo da hélice. Como o sistema de proteção contra gelo da hélice nem sempre está ativo, uma carga equilibrada no dispositivo de geração de potência trifásico é desejável com o sistema de proteção contra gelo da hélice ativo e inativo.

[0026] Além disso, é desejável fornecer degelo com peso equilibrado das pás da hélice. Por exemplo, uma configuração de hélice de seis pás pode ser dividida em três zonas de duas pás cada. Neste arranjo, duas pás opostas são colocadas juntas em uma zona. Isso permite o degelo simétrico com peso balanceado de forma que, quando o gelo é liberado das pás que recebem potência de aquecimento do sistema de degelo da hélice, o conjunto da hélice permanece aproximadamente em equilíbrio e evita a geração de vibração excessiva. No entanto, fornecer o degelo com peso equilibrado pode ser especialmente difícil para certas configurações de pá, como uma configuração de sete pás, que não são facilmente divisíveis.

[0027] Alguns sistemas convencionais de degelo da hélice alternam entre LIGAR e DESLIGAR os aquecedores. As durações típicas de LIGAR e DESLIGAR do aquecedor estabelecem o calor necessário para enfraquecer a ligação entre qualquer gelo que se acumula na superfície da pá da hélice (durante o tempo DESLIGADO), não fornecendo, ao mesmo tempo, potência excessiva durante o tempo LIGADO para que a água líquida não possa escorrer para uma área não aquecida na pá da hélice e causar perda de desempenho aerodinâmico.

[0028] Em períodos de congelamento acentuado, um ciclo de trabalho tradicional para o aquecedor é de 20 segundos LIGADO seguido por 60 segundos DESLIGADO, embora outras durações para tempos de LIGADO e DESLIGADO sejam possíveis. Isso permite que quatro zonas de degelo sejam estabelecidas e a potência seja aplicada a cada zona em sequência, de modo que a potência de pico solicitada do sistema de geração de potência seja apenas 25% da potência que seria necessária para alimentar todas as zonas simultaneamente. Uma técnica para estabelecer quatro zonas de degelo em uma aeronave com duas hélices é definir duas zonas em cada hélice.

[0029] Ao definir duas zonas por hélice em uma hélice de quatro, seis ou oito pás, isso pode ser feito definindo as pás pares como uma zona e as pás ímpares como uma segunda zona. No caso de um número ímpar de pás na hélice, essa divisão usando uma abordagem de pás inteiras não é possível. No caso de uma hélice de duas pás, o degelo simétrico não é possível ao descongelar pás inteiras, a menos que a solicitação de potência de pico possa aumentar para 50% em vez do valor ideal de 25%, discutido anteriormente.

[0030] As presentes técnicas tratam dessas e de outras deficiências da técnica anterior, fornecendo um sistema de degelo de hélice com um arranjo de degelo de pás da hélice de múltiplos elementos para cargas elétricas trifásicas equilibradas. As técnicas divulgadas podem fornecer a capacidade de extrair potência elétrica de um sistema de geração elétrica de corrente alternada trifásica (CA) em uma aeronave de forma equilibrada, enquanto minimiza a potência de pico necessária para as funções de proteção contra gelo da hélice fornecidas por um sistema de degelo de hélice.

[0031] De acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento, o sistema de degelo de hélice tem vários elementos de aquecimento para permitir a criação de zonas de degelo radiais nas pás de uma hélice. As zonas de degelo radiais são baseadas na localização radial dos elementos de aquecimento em vez de na localização da pá. As zonas de degelo formam círculos concêntricos em torno do centro da hélice, de acordo com alguns exemplos. Esta abordagem implementa múltiplas alimentações de potência para cada zona de degelo, de modo que a carga elétrica total aplicada a cada uma das três fases de um sistema de geração de potência CA trifásica seja equilibrada. Essa abordagem reduz o peso da geração e melhora a confiabilidade da geração. É digno de nota que além de uma certa estação radial na pá da hélice, os equipamentos de degelo não são mais necessários, pois as forças centrífugas que existem durante a rotação da hélice são capazes de remover qualquer acúmulo de gelo sem aquecimento adicional da interface gelo/pá.

[0032] A Figura 1 representa uma vista em corte transversal de uma hélice 100 com uma pluralidade de zonas de degelo (ou aquecimento) definidas radialmente em torno de um ponto central 102 da hélice 100 de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento. Neste exemplo, a hélice 100 inclui sete pás 104a, 104b, 104c, 104d, 104e, 104f, 104g (referidas coletivamente como “pás 104”). Embora sete pás sejam mostradas, deve ser apreciado que as presentes técnicas se aplicam a hélices com outros números de pás (por exemplo, 2 pás, 3 pás, 4 pás, 5 pás, 6 pás, 7 pás, 8 pás, 9 pás etc.).

[0033] Neste exemplo, as pás 104 incluem, cada uma, elementos de aquecimento que definem zonas de degelo. Por exemplo, a pá 104a inclui elementos de aquecimento 106a, 108a; da mesma forma, as pás 104b, 104c, 104d, 104e, 104f, 104g incluem elementos de aquecimento 106b, 106c, 106d, 106e, 106f, 106g (referidos coletivamente como “elementos de aquecimento 106”) e elementos de aquecimento 108b, 108c, 108d, 108e, 108f, 108g (referidos coletivamente como “elementos de aquecimento 108”), respectivamente. De acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento, os elementos de aquecimento 106, 108 são circuitos resistivos que, quando a corrente passa pelos circuitos resistivos, geram calor. Exemplos de tais circuitos resistivos são representados nas Figuras 2, 3A e 3B. Os elementos de aquecimento 106 formam uma primeira zona de degelo 107 e os elementos de aquecimento 108 formam uma segunda zona de degelo 109. A primeira zona de degelo 107 é formada radialmente em torno do ponto central 102 da hélice 100, conforme mostrado usando um primeiro estilo de tracejado na Figura 1. A segunda zona de degelo 109 também é formada radialmente em torno do ponto central 102 da hélice 100, conforme mostrado usando um segundo estilo de tracejado na Figura 1. Desta forma, a primeira zona de degelo 107 e a segunda zona de degelo 109 formam anéis concêntricos adjacentes não sobrepostos em torno do ponto central 102 configurados e dispostos conforme mostrado.

[0034] Os elementos de aquecimento 106, 108 podem incluir circuitos resistivos que geram calor para facilitar o degelo. As Figuras 2, 3A e 3B representam exemplos de tais circuitos resistivos. Por exemplo, a Figura 2 representa um diagrama de circuito de um circuito 200 para degelo de uma hélice de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento. Neste exemplo, o circuito 200 está associado a uma hélice com duas pás 204a, 204b (coletivamente as “pás 204”). As pás 204 têm uma ponta da pá 210 e uma raiz da pá 211. A raiz da pá é a porção das pás 204 mais próxima do ponto central da hélice (por exemplo, o ponto central 102 da Figura 1).

[0035] As pás 204 incluem elementos de aquecimento para degelar as respectivas pás. O degelo é realizado fornecendo uma corrente aos elementos de aquecimento para fazer com que os elementos de aquecimento gerem calor. Em particular, um dispositivo trifásico de geração de potência 220 gera uma corrente em cada uma de suas fases: Fase A, Fase B, Fase C (denominadas “A”, “B” e “C” respectivamente na Figura 2) para cada uma das duas zonas de aquecimento (degelo) 1 e 2. Em alguns exemplos, um dispositivo de processamento 240 controla o aquecimento da hélice ativando e desativando o aquecimento dos elementos de aquecimento. Por exemplo, o dispositivo de processamento 240 pode ativar e desativar seletivamente os elementos de aquecimento nas zonas, como por períodos específicos. O dispositivo de processamento 240 pode ser qualquer dispositivo de processamento adequado, circuito de processamento etc., tal como um arranjo de portas programáveis em campo, circuito integrado de aplicação específica, unidade de processamento central, processador de finalidade especial, microprocessador, processador de sinal digital e similares, incluindo combinações destes. De acordo com aspectos da presente divulgação, a funcionalidade descrita neste documento pode ser uma combinação de hardware e programação. A programação pode ser instruções executáveis por processador armazenadas em uma memória tangível (não mostrada) e o hardware pode incluir o dispositivo de processamento 240 para executar essas instruções. Assim, uma memória de sistema pode armazenar instruções de programa que, quando executadas pelo dispositivo de processamento 240, implementam a lógica descrita neste documento.

[0036] Em particular, conforme mostrado, cada uma das pás 204 inclui duas zonas de aquecimento (ou degelo): zona 1 e zona 2. Por exemplo, a pá 204a inclui a zona 1 e a zona 2; da mesma forma, a pá 204b inclui a zona 1 e a zona 2. Cada uma das zonas 1 e 2 de cada uma das pás 204 inclui um elemento de aquecimento com dois resistores R1, R2 configurados e dispostos conforme mostrado. O resistor R2 tem um valor resistivo que é o dobro do valor resistivo do resistor R1. Por exemplo, se o valor resistivo de R1 for 10Ω, o valor resistivo de R2 é 20Ω. Esta relação entre os valores resistivos de R1, R2 no circuito 200 garante que a carga em cada fase do dispositivo trifásico de geração de potência 220 seja equilibrada (isto é, substancialmente a mesma).

[0037] Como um exemplo, o dispositivo trifásico de geração de potência 220 fornece uma corrente através da Fase A, Fase B e Fase C por um primeiro período (por exemplo, 10 segundos) para a zona 1. A corrente flui através dos resistores R1, R2 na zona 1 das pás 204. Isso é mostrado como potência da zona 1 221. Após o primeiro período expirar, o dispositivo trifásico de geração de potência 220 fornece uma corrente através da Fase A, Fase B e Fase C por um segundo período (por exemplo, 10 segundos) para a zona 2. A corrente flui através dos resistores R1, R2 na zona 2 das pás 204. Isso é mostrado como potência da zona 2 222. Desta forma, a carga de potência através das fases do dispositivo trifásico de geração de potência 220 é equilibrada e o degelo das pás 204 também é equilibrado por peso.

[0038] Para permitir que um elemento de aquecimento comum (ou seja, “equipamento de degelo”) seja instalado em cada pá 204, cada equipamento de degelo usa 6 (seis) condutores elétricos que são interconectados ou conectados à fase apropriada de potência elétrica por meio de fiação elétrica adicional após a instalação na hélice, conforme mostrado na Figura 2. Neste exemplo de uma hélice de 2 pás, a carga aplicada entre a Fase A e a Fase B é R2 na zona 1 da pá 1. A carga entre a Fase B e a Fase C é R1 da Zona 1 da pá 104a mais R1 da zona 1 da pá 104b. A carga entre a Fase C e a Fase A é R2 na zona 1 da pá 104b. Visto que de acordo com o projeto R2 é igual a R1 + R1, a carga em cada par de fases (ou seja, pares de fases AB, BC e CA) é a mesma (ou seja, R1 + R1).

[0039] Como outro exemplo de circuito resistivo, as Figuras 3A e 3B representam um diagrama de circuito de um circuito 300 para degelar uma hélice de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento. Neste exemplo, o circuito 300 está associado a uma hélice com sete pás 104a-104g (coletivamente as “pás 204”) como na Figura 1, exceto que a fiação de interconexão para a zona 2 não é mostrada para simplificar.

[0040] As pás 104 incluem elementos de aquecimento para degelar as respectivas pás. O degelo é realizado fornecendo uma corrente aos elementos de aquecimento para fazer com que os elementos de aquecimento gerem calor. Em particular, um dispositivo trifásico de geração de potência 320 gera uma corrente em cada uma de suas fases: Fase A, Fase B, Fase C (denominadas “A”, “B” e “C” respectivamente na Figura 2) para cada uma das duas zonas de aquecimento (degelo) 1 e 2.

[0041] Em particular, conforme mostrado, cada uma das pás 104 inclui duas zonas de aquecimento (ou degelo): zona 1 e zona 2. Por exemplo, a pá 104a inclui a zona 1 e a zona 2; da mesma forma, cada pá 104b-104g inclui a zona 1 e a zona 2. Cada uma das zonas 1 e 2 de cada uma das pás 104 inclui um elemento de aquecimento com dois resistores R1, R2 configurados e dispostos conforme mostrado. O resistor R2 tem um valor resistivo que é o dobro do valor resistivo do resistor R1. Por exemplo, se o valor resistivo de R1 for 10Ω, o valor resistivo de R2 é 20Ω. Esta relação entre os valores resistivos de R1, R2 no circuito 300 garante que a carga em cada fase do dispositivo trifásico de geração de potência 320 seja equilibrada (isto é, substancialmente a mesma).

[0042] Como um exemplo, o dispositivo trifásico de geração de potência 320 fornece uma corrente através da Fase A, Fase B e Fase C por um primeiro período (por exemplo, 10 segundos) para a zona 1. A corrente flui através dos resistores R1, R2 na zona 1 das pás 104. Isso é mostrado como potência da zona 1 321. Após o primeiro período expirar, o dispositivo trifásico de geração de potência 220 fornece uma corrente através da Fase A, Fase B e Fase C por um segundo período (por exemplo, 10 segundos) para a zona 2. A corrente flui através dos resistores R1, R2 na zona 2 das pás 104. Isso é mostrado como potência da zona 2 322. Desta forma, a carga de potência através das fases do dispositivo trifásico de geração de potência 320 é equilibrada e o degelo das pás 104 também é equilibrado por peso.

[0043] Para permitir que um elemento de aquecimento comum (ou seja, “equipamento de degelo”) seja instalado em cada pá 104, cada equipamento de degelo usa 6 (seis) condutores elétricos que são interconectados ou conectados à fase apropriada de potência elétrica por meio de fiação elétrica adicional após a instalação na hélice, conforme mostrado nas Figuras 3A e 3B para a zona 1 (a zona 2 é interconectada de forma semelhante, mas estas conexões não foram mostradas para fins de clareza). Neste exemplo de uma hélice de 7 pás, a carga da zona 1 aplicada entre a Fase A e a Fase B é R1 da pá 104a + R2 da pá 104a + R1 da pá 104b + R2 da pá 104b + R1 da pá 104c. A carga da zona 1 entre a Fase B e a Fase C é R2 da pá 104c + R1 da pá 104d + R2 da pá 104d + R2 da pá 104e. A carga da zona 1 entre a Fase C e a Fase A é, portanto, R1 da pá 104e + R1 da pá 104f + R2 da pá 104f + R1 da pá 104g + R2 da pá 104. Uma vez que de acordo com o projeto R2 = R1 + R1, a carga em cada par de fases (AB, BC e CA) é a mesma (isto é, 7 x R1).

[0044] A Figura 4 representa um diagrama de fluxo de um método 400 para degelar uma hélice, como a hélice 100 da Figura 1, de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento. O exemplo da Figura 4 é descrito em relação às Figuras 1, 3A e 3B, mas não se destina a ser limitado por elas.

[0045] No bloco 402, o método 400 inclui realizar um primeiro aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento (por exemplo, os elementos de aquecimento 106) por um primeiro período, de uma primeira porção de cada uma de uma pluralidade de pás (por exemplo, as pás 104) da hélice. A primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice define uma primeira zona de degelo (por exemplo, a primeira zona de degelo 107). A primeira zona de degelo é formada radialmente em torno de um ponto central (por exemplo, o ponto central 102) da hélice.

[0046] No bloco 404, o método 400 inclui, após a expiração do primeiro período, realizar um segundo aquecimento, por uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento (por exemplo, os elementos de aquecimento 108) por um segundo período, de uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás (por exemplo, as pás 104) da hélice. A segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice define uma segunda zona de degelo (por exemplo, a segunda zona de degelo 109). A segunda zona de degelo é formada radialmente em torno do ponto central da hélice. A segunda zona de degelo é diferente da primeira zona de degelo (ver, por exemplo, a Figura 1).

[0047] Ao realizar o primeiro aquecimento (bloco 402) e ao realizar o segundo aquecimento (bloco 404), uma corrente é fornecida para a respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento (por exemplo, os elementos de aquecimento 106) e a segunda pluralidade de elementos de aquecimento (por exemplo, os elementos de aquecimento 108) de cada uma das três fases (por exemplo, Fase A, Fase B, Fase C) de um dispositivo trifásico de geração de potência (por exemplo, o dispositivo trifásico de geração de potência 320) associado à aeronave. Uma carga em cada uma das três fases é equilibrada.

[0048] Em alguns exemplos, conforme mostrado nas Figuras 3A e 3B, uma ou mais da primeira pluralidade de elementos de aquecimento e/ou uma ou mais da segunda pluralidade de elementos de aquecimento podem incluir um circuito resistivo. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 3A e 3B, cada uma das pás 104 inclui resistores R1, R2 (o primeiro circuito resistivo) na primeira zona de degelo e da mesma forma inclui resistores R1, R2 (o segundo circuito resistivo) na segunda zona de degelo. Juntos, os resistores R1, R2 de cada pá 104 dentro da respectiva primeira ou segunda zona de degelo formam um circuito resistivo. O valor resistivo do resistor R2 é aproximadamente o dobro do valor do resistor R1. De acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento, cada uma das três fases (por exemplo, Fase A, Fase B, Fase C) fornece corrente para os primeiros elementos de aquecimento durante o primeiro aquecimento; da mesma forma, cada uma das três fases fornece corrente para os segundos elementos de aquecimento durante o segundo aquecimento.

[0049] Processos adicionais também podem ser incluídos. Por exemplo, de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento, o aquecimento da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice ocorre dentro de um limite de tempo (por exemplo, menos de 1 segundo, 3 segundos, 5 segundos, 10 segundos etc.) após a expiração do primeiro período.

[0050] De acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento, após a expiração do primeiro período, o método 400 inclui esperar por um terceiro período antes de realizar o segundo aquecimento. Em seguida, de acordo com uma ou mais das modalidades descritas neste documento, após a expiração do terceiro período, o método 400 inclui realizar um terceiro aquecimento, pela primeira pluralidade de elementos de aquecimento durante o primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice; e após a expiração do primeiro período, realizar um quarto aquecimento, pela segunda pluralidade de elementos de aquecimento pelo segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice.

[0051] De acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento, após a expiração do segundo período, o método 400 inclui a realização de um terceiro aquecimento, pela primeira pluralidade de elementos de aquecimento durante o primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice.

[0052] Deve ser entendido que o processo representado na Figura 4 representa uma ilustração e que outros processos podem ser adicionados ou processos existentes podem ser removidos, modificados ou reorganizados sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[0053] Os efeitos e benefícios técnicos incluem a melhora do equilíbrio de carga de potência em um sistema de degelo alimentado por um dispositivo trifásico de geração de potência. Particularmente, a carga de potência entre as fases do dispositivo trifásico de geração de potência é equilibrada, independentemente de quantas pás ou de sua configuração. Adicionalmente, o degelo das pás também é equilibrado por peso, independentemente de quantas pás ou de sua configuração.

[0054] Embora a presente divulgação tenha sido descrita em detalhes em conexão somente com um número limitado de modalidades, deve-se entender prontamente que a presente divulgação não está limitada a tais modalidades divulgadas. Em vez disso, a presente divulgação pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes, até agora não descritos, mas que são comensuráveis com o espírito e escopo da presente divulgação. Adicionalmente, embora várias modalidades da presente divulgação tenham sido descritas, deve-se entender que aspectos da presente divulgação podem incluir somente algumas das modalidades descritas. Por conseguinte, a presente divulgação não deve ser vista como limitada pela descrição acima, mas é somente limitada pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

Método para degelo de uma hélice de aeronave com uma pluralidade de pás de uma aeronave, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
realizar um primeiro aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, durante um primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo, a primeira zona de degelo sendo formada radialmente em torno de um ponto central da hélice e
após a expiração do primeiro período, realizar um segundo aquecimento, por uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo, a segunda zona de degelo sendo formada radialmente em torno do ponto central da hélice, a segunda zona de degelo sendo diferente da primeira zona de degelo,
em que, ao realizar o primeiro aquecimento e ao realizar o segundo aquecimento, uma corrente é fornecida à respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento e à segunda pluralidade de elementos de aquecimento de cada uma das três fases de um dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave, a carga em cada uma das três fases sendo equilibrada.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma ou mais da primeira pluralidade de elementos de aquecimento compreende um primeiro circuito resistivo.
Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que realizar o primeiro aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o primeiro periodo; ou o primeiro circuito resistivo compreende um primeiro resistor e um segundo resistor, o segundo resistor tendo o dobro da resistência do primeiro resistor
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma ou mais da segunda pluralidade de elementos de aquecimento compreende um segundo circuito resistivo.
Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que realizar o segundo aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o segundo periodo; ou o segundo circuito resistivo compreende um terceiro resistor e um quarto resistor, o quarto resistor tendo o dobro da resistência do terceiro resistor.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecimento da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice ocorre dentro de um limite de tempo após a expiração do primeiro periodo; ou
após a expiração do segundo periodo, realizar um terceiro aquecimento, pela primeira pluralidade de elementos de aquecimento durante o primeiro periodo, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
após a expiração do primeiro periodo, uma espera por um terceiro período.
Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
após a expiração do terceiro período, realizar um terceiro aquecimento, pela primeira pluralidade de elementos de aquecimento durante o primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice e
após a expiração do primeiro periodo, realizar um quarto aquecimento, pela segunda pluralidade de elementos de aquecimento durante o segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice.
Aeronave, caracterizada pelo fato de que compreende:
uma hélice que compreende uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento dispostos em uma pluralidade de pás da hélice e uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento dispostos na pluralidade de pás da hélice, em que cada uma da pluralidade de primeiros elementos de aquecimento está disposta entre um ponto central da hélice e o respectivo cada um dos segundos elementos de aquecimento;
um dispositivo trifásico de geração de potência que fornece seletivamente uma corrente para a primeira pluralidade de elementos de aquecimento e a segunda pluralidade de elementos de aquecimento e
um dispositivo de processamento para executar instruções legíveis por computador armazenadas em uma memória, as instruções legíveis por computador controlando o dispositivo de processamento para que realize operações compreendendo:
causar aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, durante um primeiro período, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo, a primeira zona de degelo sendo formada radialmente em torno de um ponto central da hélice e
após a expiração do primeiro período, causar aquecimento, por uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo período, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo, a segunda zona de degelo sendo formada radialmente em torno do ponto central da hélice, a segunda zona de degelo sendo diferente da primeira zona de degelo,
em que, ao realizar o primeiro aquecimento e ao realizar o segundo aquecimento, a corrente é fornecida à respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento e à segunda pluralidade de elementos de aquecimento de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência, a carga em cada uma das três fases sendo equilibrada.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que uma ou mais da primeira pluralidade de elementos de aquecimento compreende um primeiro circuito resistivo.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que realizar o primeiro aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o primeiro período ou o primeiro circuito resistivo compreende um primeiro resistor e um segundo resistor, o segundo resistor tendo o dobro da resistência do primeiro resistor.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que uma ou mais da segunda pluralidade de elementos de aquecimento compreende um segundo circuito resistivo.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que realizar o segundo aquecimento compreende receber a corrente de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência associado à aeronave durante o segundo período; ou o segundo circuito resistivo compreende um terceiro resistor e um quarto resistor, o quarto resistor tendo o dobro da resistência do terceiro resistor.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o aquecimento da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice ocorre dentro de um limite de tempo após a expiração do primeiro periodo.
Sistema de degelo para degelo de uma pluralidade de pás de uma hélice, o sistema de degelo caracterizado pelo fato de que compreende:
uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento;
uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento e
um dispositivo de processamento para executar instruções legiveis por computador armazenadas em uma memória, as instruções legiveis por computador controlando o dispositivo de processamento para que realize operações compreendendo:
causar aquecimento, por uma primeira pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma primeira porção de cada uma da pluralidade de pás, durante um primeiro periodo, da primeira porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma primeira zona de degelo, a primeira zona de degelo sendo formada radialmente em torno de um ponto central da hélice e
após a expiração do primeiro periodo, causar aquecimento, por uma segunda pluralidade de elementos de aquecimento conectados a uma segunda porção de cada uma da pluralidade de pás, por um segundo periodo, da segunda porção de cada uma da pluralidade de pás da hélice definindo uma segunda zona de degelo, a segunda zona de degelo sendo formada radialmente em torno do ponto central da hélice, a segunda zona de degelo sendo diferente da primeira zona de degelo,
em que, ao realizar o primeiro aquecimento e ao realizar o segundo aquecimento, a corrente é fornecida à respectiva primeira pluralidade de elementos de aquecimento e à segunda pluralidade de elementos de aquecimento de cada uma das três fases do dispositivo trifásico de geração de potência, a carga em cada uma das três fases sendo equilibrada.