BR112021003760A2

BR112021003760A2 - sistema para aquecimento de um exterior de uma aeronave e método para instalar um sistema de aquecimento de cobertura de aeronave

Info

Publication number: BR112021003760A2
Application number: BR112021003760-8A
Authority: BR
Inventors: Alexandru Bratianu-Badea; Ruben Toubiana; Christopher Buenrostro; Sean David Kropp
Original assignee: De-Ice Technologies, Inc.
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-05-25
Also published as: EP3844065B1; JP7397873B2; US20240286747A1; CN112955379B; EP4223643A1; CA3110343A1; JP2024020603A; US12024299B2; EP3844065A1; ES2952373T3; AU2019333261B2; AU2019333261A1; CN112955379A; US20200062408A1; JP2021535041A; FI3844065T3; WO2020046873A1; PL3844065T3; US20240300652A1

Abstract

SISTEMA PARA AQUECIMENTO DE UM EXTERIOR DE UMA AERONAVE E MÉTODO PARA INSTALAR UM SISTEMA DE AQUECIMENTO DE COBERTURA DE AERONAVE. Aspectos da presente divulgação podem ser incorporados em sistemas para aquecimento de uma superfície externa de um meio aparente. Em um exemplo, o sistema inclui duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas ao meio aparente. Cada uma das tiras de acoplamento tem uma estrutura de múltiplas camadas estendendo ao longo de uma superfície do meio aparente que forma, em combinação com o meio aparente, uma linha de transmissão elétrica. A estrutura de múltiplas camadas inclui uma primeira camada dielétrica sobre o meio aparente, uma camada condutiva sobre a primeira camada dielétrica, uma segunda camada dielétrica sobre a camada condutiva e uma camada de blindagem condutiva sobre a segunda camada dielétrica. Um sistema de controle de energia é acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e ao meio aparente. O sistema de controle de energia é configurado para aquecer o meio aparente ao prover corrente às tiras de acoplamento.

Description

“SISTEMA PARA AQUECIMENTO DE UM EXTERIOR DE UMA AERONAVE E

MÉTODO PARA INSTALAR UM SISTEMA DE AQUECIMENTO DE COBERTURA DE AERONAVE” Campo técnico

[0001] Esta descrição se refere a sistemas de aquecimento para materiais condutivos. Antecedentes

[0002] Muitas superfícies condutivas, tais como aquelas de carros, aeronaves e satélites, encontram condições de frio e gelo durante o uso diário. O acúmulo de gelo ou água nas superfícies condutivas dessas estruturas pode resultar em condições de operação ineficientes ou inseguras. Por exemplo, o acúmulo de gelo nas asas da aeronave pode resultar na degradação da sustentação e aumento do arrasto.

[0003] Muitas dessas estruturas não têm sistemas de aquecimento, ou possuem sistemas de aquecimento que requerem o uso de componentes eletrônicos volumosos ou outros equipamentos. O uso de tais dispositivos volumosos representa um desafio para a indústria. Sumário

[0004] Esta descrição descreve tecnologias para o aquecimento de uma superfície condutiva. Essas tecnologias geralmente envolvem o uso de sinais de corrente elétrica alternada de alta frequência (“CA”) (por exemplo, acima de 1 kHz) para modelar a densidade da corrente em uma área alvo de um meio aparente (“buck medium”) condutivo (por exemplo, material condutivo), resultando em aquecimento Joule do meio.

[0005] O aquecimento Joule, também conhecido como aquecimento ôhmico ou aquecimento resistivo, é o processo pelo qual a passagem de uma corrente elétrica por um condutor produz calor. A quantidade de calor gerada por um meio condutivo é baseada na quantidade de corrente que passa pelo meio e na resistência elétrica do meio. Consequentemente, o aquecimento pode ser controlado (por exemplo, aumentado ou diminuído) ajustando a corrente, tensão, resistência ou uma combinação dos mesmos.

[0006] A resistência de um determinado condutor pode ser aumentada restringindo o volume dentro do condutor no qual a corrente pode fluir e aumentando o comprimento ao longo do qual a corrente flui. As implementações da presente divulgação podem ser configuradas para produzir aquecimento em um meio aparente manipulando mecanismos para configurar (por exemplo, restringindo, alongando, etc.) a corrente dentro de um meio condutivo (por exemplo, meio aparente, condutor): por exemplo, usando o efeito cobertura (“skin effect”) e o efeito proximidade. Ambos os efeitos dependem do funcionamento de uma corrente CA de alta frequência através do meio condutivo que será aquecido. O efeito cobertura restringe o fluxo de corrente aproveitando a tendência de uma corrente elétrica alternada de se distribuir dentro de um condutor, de modo que a densidade da corrente aumenta próximo da superfície do condutor e diminui com maiores profundidades no condutor. O efeito proximidade pode ser usado para restringir ainda mais o fluxo de corrente no condutor, colocando outro percurso de corrente CA próximo da corrente existente fluindo no condutor. O efeito proximidade também pode atuar para alongamento do percurso da corrente.

[0007] Por exemplo, as implementações da presente descrição são configuradas para aumentar a resistência de um meio aparente ao longo de um percurso de corrente através do meio, restringindo o fluxo de corrente ao longo do percurso. Consequentemente, as implementações podem prover desempenho de aquecimento aumentado em meios condutivos enquanto, ao mesmo tempo, permitem uma redução na corrente necessária para produzir o calor. Ou seja, aumentando a resistência efetiva de um meio condutivo ao longo de um percurso de corrente específico, menos corrente pode ser necessária para produzir o aquecimento Joule no meio do que seria necessário de outra forma.

[0008] Em geral, em um primeiro aspecto, um sistema para aquecer um meio aparente inclui dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados ao meio aparente; e um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos, o sistema de controle de energia configurado para produzir uma resistência eficaz do meio aparente ao longo de um percurso de corrente entre os eletrodos, moldando uma densidade da corrente no meio aparente, no qual o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente dentro de uma profundidade do meio aparente, ajustando uma profundidade do revestimento (“skin”) da corrente ao longo do percurso de corrente, e no qual o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente em uma direção através do percurso de corrente pelo sistema de controle de energia ajustando um efeito proximidade da corrente.

[0009] Um segundo aspecto geral pode ser incorporado em um sistema para aquecimento de um meio aparente que inclui dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados ao meio aparente; e um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos, o sistema de controle de energia configurado para aquecer o meio aparente moldando uma densidade da corrente ao longo de um percurso de corrente entre os eletrodos, desse modo, produzindo uma resistência eficaz ao longo do percurso de corrente no meio aparente que é maior do que a resistência do meio aparente a uma corrente contínua (CC), no qual o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente dentro de uma profundidade do meio aparente, ajustando uma profundidade de revestimento da corrente, e no qual o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente em uma direção através do percurso de corrente pelo sistema de controle de energia ajustando um efeito proximidade da corrente.

[0010] Um terceiro aspecto geral pode ser incorporado em um sistema que inclui dois ou mais eletrodos configurados para serem acoplados a um meio aparente; e um sistema de controle de energia configurado para acoplar aos eletrodos e aquecer o meio aparente moldando uma densidade da corrente ao longo de um percurso de corrente através do meio aparente entre os eletrodos produzindo, desse modo, uma resistência eficaz ao longo do percurso de corrente que é maior do que a resistência do meio aparente a uma corrente CC, no qual o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente dentro de uma profundidade do meio aparente, ajustando uma profundidade de revestimento da corrente, e no qual o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente em uma direção através de uma parte do percurso da corrente pelo sistema de controle de energia, ajustando um efeito proximidade da corrente.

[0011] Um quarto aspecto geral pode ser incorporado em um sistema que inclui dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados a um meio aparente; um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos e configurado para gerar um sinal de corrente CA ao longo de um percurso de corrente através do meio aparente entre os eletrodos em uma frequência maior que 1 kHz e menor que 300 GHz; e um segundo percurso de corrente posicionado próximo a uma superfície do meio aparente e ao longo do percurso de corrente através do meio aparente.

[0012] Um quinto aspecto geral pode ser incorporado em um sistema de aquecimento que inclui dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados a um meio aparente; um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos e configurado para gerar um sinal de corrente CA ao longo de um percurso de corrente através do meio aparente para aquecer o meio aparente; e uma rede de ajuste de impedância (IAN) acoplada entre o sistema de controle de aquecimento e os eletrodos e configurada para ajustar uma impedância do sistema de controle de aquecimento para corresponder com uma impedância do meio aparente.

[0013] Um sexto aspecto geral pode ser incorporado em um sistema de aquecimento que inclui dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados a um meio aparente, cada um dos dois ou mais eletrodos incluindo um material que é pelo menos tão eletricamente condutivo quanto o meio aparente, e sendo acoplado ao meio aparente de uma maneira que reduz a resistência de contato entre o eletrodo e o meio aparente; e um sistema de controle de energia configurado para acoplar aos eletrodos, o sistema de controle de energia configurado para aquecer o meio aparente moldando uma densidade da corrente ao longo de um percurso de corrente através do meio aparente entre os eletrodos produzindo, desse modo, uma resistência eficaz ao longo do percurso de corrente que é maior do que a resistência do meio aparente para uma corrente CC, no qual o sistema de aquecimento molda a densidade da corrente ajustando uma profundidade de revestimento da corrente ao longo do percurso da corrente.

[0014] Um sétimo aspecto geral pode ser incorporado em um sistema de degelo de aeronave que inclui dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados a uma parte de uma aeronave; um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos e configurado para aquecer o meio aparente moldando uma densidade da corrente ao longo de um percurso de corrente através do meio aparente entre os eletrodos: gerando um sinal de corrente CA ao longo de um percurso de corrente através da parte da aeronave entre os eletrodos e em uma frequência entre 1 MHz e 50 MHz, no qual a frequência faz com que a densidade da corrente seja moldada em uma primeira direção, ajustando uma profundidade de revestimento da corrente ao longo do percurso da corrente; e fornecendo um segundo percurso de corrente posicionado ao longo de pelo menos uma parte do percurso de corrente através da parte da aeronave e dentro de uma proximidade de 10 cm de uma superfície da parte da aeronave, no qual a proximidade do segundo percurso de corrente para a superfície da parte da aeronave faz com que a densidade da corrente seja moldada em uma segunda direção diferente, ajustando um efeito proximidade da corrente ao longo de parte do percurso da corrente.

[0015] Um oitavo aspecto geral pode ser incorporado em um sistema para aquecimento de uma superfície externa de um meio aparente. O sistema inclui duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas ao meio aparente. Cada uma das tiras de acoplamento tem uma estrutura de múltiplas camadas estendendo ao longo de uma superfície do meio aparente que forma, em combinação com o meio aparente, uma linha de transmissão elétrica. A estrutura de múltiplas camadas inclui uma primeira camada dielétrica sobre o meio aparente, uma camada condutiva sobre a primeira camada dielétrica, uma segunda camada dielétrica sobre a camada condutiva e uma camada de blindagem condutiva sobre a segunda camada dielétrica. Um sistema de controle de energia é acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e ao meio aparente. O sistema de controle de energia é configurado para aquecer a superfície do meio aparente, provendo corrente elétrica às tiras de acoplamento. Em várias implementações, o meio aparente pode ser um cobertura de aeronave, uma lâmina de turbina eólica, um telhado de um edifício ou trilhos de ferrovia.

[0016] Um nono aspecto geral pode ser em incorporado em um sistema para aquecimento do exterior de uma estrutura, onde a estrutura é feita de um material não condutivo. A estrutura inclui um material condutivo aparente nela embutido. O sistema inclui duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas à estrutura. Cada uma das tiras de acoplamento tem uma estrutura multicamadas estendendo ao longo da estrutura que forma, em combinação com o material condutivo aparente embutido na estrutura, uma linha de transmissão elétrica. A estrutura de múltiplas camadas inclui uma camada condutiva sobrepondo o material condutivo aparente e uma primeira camada dielétrica entre o material condutivo aparente e a primeira camada condutiva. O sistema de controle de energia é acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e à estrutura. O sistema de controle de energia é configurado para aquecer a superfície da estrutura provendo corrente elétrica às tiras de acoplamento. Em várias implementações, a estrutura pode ser um cobertura de aeronave, uma lâmina de turbina eólica, um telhado de um edifício ou trilhos de ferrovia.

[0017] Um décimo aspecto geral pode ser incorporado em um método de instalação de um sistema de aquecimento meio aparente. O método inclui a obtenção de tiras de acoplamento, onde cada tira de acoplamento compreende uma estrutura de múltiplas camadas que inclui uma primeira camada dielétrica, uma camada condutiva sobrepondo à primeira camada dielétrica, uma camada de blindagem condutiva sobrepondo à camada condutiva, e uma segunda camada dielétrica entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva. O método inclui fixar cada uma das tiras de acoplamento a uma superfície de um meio aparente e espaçada uma da outra com a primeira camada dielétrica de cada tira de acoplamento posicionada entre o meio aparente e a camada condutiva. O método inclui acoplar a camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento a um sistema de controle de energia que está configurado para prover corrente elétrica às tiras de acoplamento. Em várias implementações, o meio aparente compreende um cobertura de aeronave, uma lâmina de turbina eólica, um telhado de um edifício ou trilhos de ferrovia.

[0018] O assunto descrito nesta descrição pode ser implementado de modo a realizar uma ou mais das seguintes vantagens. Um sistema elétrico mais leve e menos volumoso pode ser usado para aquecer um condutor. Além disso, o aquecimento pode ser localizado na área alvo e não sobreaquecer o circuito do sistema de aquecimento. O sistema de aquecimento pode ser mais eficiente, por exemplo, ele próprio gerando calor diretamente em um meio aparente (por exemplo, asa de aeronave), ao contrário de gerar calor em um elemento de aquecimento ou camada de aquecimento fixada ao meio aparente. O sistema também pode usar menos corrente e tensão para aquecimento, melhorando potencialmente a segurança e a confiabilidade. Em algumas implementações, a tensão do componente também pode ser reduzida. O sistema pode ser mais fácil, rápido ou barato de instalar ou adaptar (“retrofit”). O sistema pode ser mais barato ou mais fácil de manter. O sistema pode ser não invasivo quando adaptado em sistemas existentes. O sistema pode ser mais rápido no degelo.

[0019] Os detalhes de uma ou mais implementações do assunto desta descrição são apresentados nos desenhos anexos e na descrição abaixo. Outras características, aspectos e vantagens do assunto se tornarão evidentes a partir da descrição, dos desenhos e das reivindicações. Breve descrição dos desenhos

[0020] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um exemplo de configuração para aquecer um meio aparente.

[0021] As Figuras 2A-2B são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de configuração para aquecer um meio aparente que utiliza o efeito cobertura para concentrar a densidade da corrente em uma primeira direção em um condutor aparente.

[0022] A Figura 3 é um gráfico que mostra o aumento da concentração da densidade da corrente em função da corrente CA aplicada devido ao efeito cobertura.

[0023] As Figuras 4A-D são diagramas esquemáticos ilustrando exemplos de configurações para aquecer um meio aparente que utiliza o efeito proximidade para concentrar a densidade da corrente em uma segunda direção em um condutor aparente.

[0024] As Figuras 5A-B são gráficos de simulação que mostram o aumento da concentração da densidade da corrente em um condutor aparente próximo de um segundo condutor conforme uma função da distância entre os condutores devido ao efeito proximidade.

[0025] A Figura 6A é um diagrama esquemático de um exemplo de configuração para aquecer um meio aparente usando uma disposição de eletrodos.

[0026] As Figuras 6B-D são diagramas esquemáticos de exemplos de configurações para aquecimento de um meio aparente usando vários arranjos de eletrodos.

[0027] A Figura 7 é um diagrama esquemático de um exemplo de unidade de transformação de sinal (“STU”), incluindo Transformação para Energia Padronizada (“TSP”) e subunidades principais de Geração CA (“ACG”).

[0028] A Figura 8 é um diagrama esquemático de um exemplo de STU exemplar, incluindo TSP, ACG e subunidades principais de controle.

[0029] A Figura 9A é um diagrama esquemático de um exemplo de subunidade TSP, incluindo um conversor flyback e um indutor de modo comum.

[0030] A Figura 9B é o diagrama esquemático de um exemplo de conversor flyback.

[0031] A Figura 10A é um diagrama esquemático de um exemplo da subunidade ACG, incluindo um amplificador classe-D com transistores MOSFETs duplos, um oscilador de quartzo de temperatura controlada (“TCXO”), e um acionador de porta.

[0032] A Figura 10B é um diagrama esquemático de exemplo de amplificador de modo de comutação Classe-D.

[0033] A Figura 10C é um diagrama esquemático de um exemplo da subunidade ACG, incluindo um amplificador classe-D com transistores MOSFETs duplos, um TCXO, um acionador de porta e uma conversão de estágio de baixa potência (“LPC”).

[0034] A Figura 11 é um diagrama esquemático de um exemplo da subunidade de controle, incluindo um microcontrolador e uma LPC.

[0035] A Figura 12 é um diagrama de uma rede de ajuste de impedância entre uma fonte e uma carga.

[0036] As Figuras 13A-D são diagramas esquemáticos de exemplos de blocos de construção de rede de ajuste de impedância.

[0037] A Figura 14 é um diagrama esquemático de um exemplo da unidade de rede de ajuste, incluindo uma subunidade de ajuste passivo.

[0038] A Figura 15A é um diagrama esquemático de um exemplo da unidade de rede de ajuste, incluindo uma subunidade de ajuste ativo e uma subunidade de controle.

[0039] A Figura 15B é um diagrama esquemático de um exemplo da unidade de rede de ajuste, incluindo uma subunidade de ajuste ativo, uma LPC e uma subunidade de controle.

[0040] A Figura 16 é um diagrama esquemático de estágios de cabo em um exemplo do sistema de aquecimento.

[0041] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um exemplo de eletrodo para um sistema de aquecimento.

[0042] A Figura 18A é um esquema de um exemplo de fixação de junta soldada entre o eletrodo e o meio aparente.

[0043] A Figura 18B é um esquema de uma fixação de prendedor de rebite exemplar entre o eletrodo e o meio aparente.

[0044] A Figura 18C é um esquema de um exemplo de fixação de fita de vedação de ar entre o eletrodo e o meio aparente.

[0045] A Figura 18D é um esquema de um exemplo de fixação combinatória entre o eletrodo e o meio aparente.

[0046] A Figura 19 é uma vista em corte transversal de um exemplo da tira de acoplamento para prover sinais de aquecimento de alta frequência para um meio aparente de acordo com as implementações da presente descrição.

[0047] A Figura 20 representa um exemplo de layout das tiras de acoplamento da Figura 19 em uma asa de aeronave.

[0048] A Figura 21 representa uma vista superior de vários exemplos de tiras de acoplamento para ilustrar várias configurações da camada condutiva dentro de uma tira de acoplamento.

[0049] A Figura 22A representa um gráfico da densidade da corrente simulada gerada em um cobertura de aeronave por um exemplo da tira de acoplamento e a densidade de campo elétrico entre a tira de acoplamento e o cobertura de aeronave.

[0050] A Figura 22B representa um gráfico da densidade da corrente simulada gerada no revestimento da aeronave representado na Figura 22A.

[0051] A Figura 23 representa diagramas de disposições de vários exemplos de arranjos de camada condutiva dentro de uma tira de acoplamento.

[0052] A Figura 24A representa uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento de acordo com a disposição A da Figura 23 tomada em A-A’.

[0053] A Figura 24B representa uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento de acordo com a disposição B da Figura 23 tomada em B-B’.

[0054] A Figura 24C representa uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento de acordo com a disposição C e a disposição D da Figura 23 tomada em C-C’.

[0055] Figura 25A representa uma vista em corte transversal de um exemplo de configuração para fixar uma tira de acoplamento a um meio aparente.

[0056] A Figura 25B representa uma vista em corte transversal de outro exemplo de configuração para fixar uma tira de acoplamento a um meio aparente.

[0057] A Figura 26A é uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento com uma camada inferior adesiva de dupla face antes da instalação em um meio aparente.

[0058] A Figura 26B é uma vista em corte transversal da tira de acoplamento da Figura 26A instalada em uma meio aparente.

[0059] As Figuras 27A-27F representam vistas em corte transversal de várias implementações de tiras de acoplamento embutidas.

[0060] A Figura 28 representa diagramas de implementações de conector de tira de acoplamento.

[0061] A Figura 29 representa diagramas de outra implementação de um conector de tira de acoplamento.

[0062] A Figura 30 é um diagrama de blocos de um primeiro exemplo de sistema de aquecimento de meio aparente utilizando tiras de acoplamento de acordo com as implementações da presente divulgação.

[0063] A Figura 31 é um diagrama de blocos de um segundo exemplo de sistema de aquecimento de meio aparente utilizando tiras de acoplamento de acordo com as implementações da presente divulgação.

[0064] A Figura 32 é um diagrama de blocos de um terceiro exemplo de sistema de aquecimento de meio aparente utilizando tiras de acoplamento de acordo com as implementações da presente divulgação.

[0065] Os números de referência e designações semelhantes nos vários desenhos indicam elementos semelhantes. Descrição detalhada

[0066] O sistema de aquecimento da presente especificação usa correntes AC a fim de aumentar a resistência elétrica efetiva de materiais condutivos (por exemplo, alumínio, compósitos de fibra de carbono) a fim de aquecê-los mais facilmente. Em geral, o calor gerado no material condutivo pode ser usado para derreter o gelo que se formou na superfície do material condutivo. O calor também pode ser usado para manter os materiais condutivos a uma temperatura elevada, a fim de evitar a deposição de vapor na superfície, ou para evitar que a água congele na superfície, bem como para evitar a precipitação congelante (por exemplo, neve, pelotas de gelo, névoa, chuva congelante) de se acumular na superfície. Por exemplo, o calor gerado no material condutivo pode conduzir (por exemplo, espalhar-se) por todo o material condutivo. Além disso, o calor gerado pode causar convecção através da interface entre o material condutivo e qualquer líquido na superfície para, por exemplo, aquecer o líquido e evitar que este congele.

[0067] As correntes alternadas podem ser utilizadas para induzir uma série de efeitos eletromagnéticos que aumentam a resistência efetiva de um material condutivo, facilitando assim a geração de calor usando o aquecimento Joule no material condutivo. Esses efeitos incluem o efeito cobertura, o efeito proximidade, indução, correntes parasitas, perdas de histerese e perdas dielétricas. Com o efeito cobertura, se a frequência da corrente em um condutor for ajustada para um valor suficientemente alto, a maioria da corrente passará por uma profundidade do revestimento do material condutivo que é significativamente menor do que a espessura geométrica do material condutivo. Além disso, geometrias de dispositivo específicas podem ser usadas para gerar o efeito proximidade dentro do material condutivo, o que restringirá ainda mais a largura da densidade da corrente aumentando, desse modo, ainda mais a resistência efetiva ao longo de um percurso de corrente dentro do material condutivo. Juntos, esses dois efeitos podem ser usados para aumentar a resistência elétrica do material condutivo e resultar em aquecimento Joule.

[0068] Por exemplo, o aquecimento Joule geralmente se refere ao calor produzido pela passagem de uma corrente elétrica através de um condutor. O calor gerado em um determinado condutor de transporte de corrente é proporcional à resistência do material vezes a raiz quadrada média da amplitude da corrente ao quadrado: O calor produzido a partir de um elemento de aquecimento é geralmente aumentado pelo aumento da corrente que passa através de um condutor e por ter elementos de aquecimento de resistência relativamente maiores. No entanto, as implementações da presente divulgação geram aquecimento Joule ao alavancar fenômenos eletromagnéticos particulares (por exemplo, efeito cobertura e efeito proximidade) para restringir a densidade da corrente de uma corrente localizada dentro de um meio aparente. Esta restrição na densidade da corrente produz um aumento da resistência efetiva ao longo do percurso da corrente dentro do meio aparente. Embora os efeitos específicos possam variar em diferentes materiais e com diferentes geometrias, a resistência efetiva para um determinado comprimento ao longo do percurso de corrente através de um meio aparente pode geralmente ser representada como: onde ρ representa a resistividade do material através do qual a corrente flui, ι representa o comprimento do percurso da corrente, e Aeff representa a área da corte transversal restrita da densidade da corrente. As implementações da presente divulgação usam os fenômenos eletromagnéticos para reduzir Aeff a uma área menor do que a corte transversal do meio aparente ao longo do percurso da corrente aumentando, desse modo, a resistência efetiva do meio aparente acima daquela do meio aparente para uma corrente CC.

[0069] Algumas implementações da presente divulgação podem usar esses fenômenos eletromagnéticos para aumentar o comprimento de um percurso de corrente através do meio aparente. Por exemplo, conforme descrito em referência à Figura 4D abaixo, as técnicas aqui descritas podem ser usadas para “orientar” o percurso da corrente ao longo de uma rota não direta (por exemplo, um percurso em serpentina) entre dois eletrodos anexados ao meio aparente. A rota não direta pode criar um percurso de corrente que tem um comprimento efetivo (ιeff) que é mais longo do que um percurso substancialmente reto que geralmente seria produzido ao passar uma corrente entre os dois eletrodos na ausência de efeitos eletromagnéticos, tal como, por exemplo, o efeito proximidade. Assim, os sistemas aqui descritos podem aumentar o comprimento do percurso de corrente ι para um comprimento efetivo (ιeff) que é mais longo do que um percurso direto que a corrente tomaria na ausência dos vários sistemas e arranjos de condutores aqui descritos. Consequentemente, tais implementações podem aumentar a resistência efetiva (Reff) ao restringir a área de corte transversal efetiva (Aeff) de uma corrente fluindo através de um meio aparente e também aumentando o comprimento efetivo ((ιeff) que a corrente atravessa através do meio aparente aumentando, desse modo, ainda mais a resistência efetiva do meio aparente acima daquela do meio aparente a uma corrente CC. Em tais implementações, a resistência efetiva pode ser geralmente representada como: Através do uso de tais técnicas, as implementações da presente divulgação podem produzir resistências localizadas elevadas em materiais aparente condutivos (por exemplo, alumínio, cobre, aço e ligas dos mesmos).

[0070] O efeito cobertura, conforme usado neste documento, geralmente se refere à tendência de uma corrente elétrica alternada ser distribuída de maneira desigual em um condutor,

de modo que a densidade da corrente seja maior próximo da superfície do condutor e diminua conforme a distância para a superfície do condutor aumenta. A intensidade do efeito cobertura aumenta com a frequência da corrente e com a condutividade do material que carrega a corrente. Algumas implementações da presente divulgação podem ajustar o efeito cobertura para fazer com que a corrente elétrica flua mais na superfície externa do condutor (por exemplo, “profundidade de revestimento”) em frequências AC mais altas.

[0071] Em geral, o efeito do revestimento em um condutor pode ser representado pela seguinte fórmula: com onde J é a densidade da corrente, Js é a densidade da corrente de superfície, d é a profundidade do ponto onde a densidade da corrente é calculada, δ é a profundidade do revestimento, ρ é a resistividade do condutor, ω é a frequência angular da corrente, μ é a permeabilidade magnética do condutor, ε é a permissividade do condutor. No caso de um condutor cilíndrico com um raio de base R, a densidade da corrente pode ainda ser derivada como: onde J0 é a função de Bessel de primeiro tipo e ordem 0.

[0072] No caso de uma placa retangular, infinitamente longa e larga sobre a qual flui uma corrente de superfície, o efeito do revestimento pode ser representado pela seguinte fórmula:

onde Js é a corrente de superfície forçada, σ é a condutividade da placa, e é a espessura da placa e sh é a função seno hiperbólica. Por exemplo, o gráfico mostrado na Figura 3, e discutido em mais detalhes abaixo, ilustra um exemplo de restrição de densidade da corrente dentro da profundidade do material (por exemplo, profundidade do revestimento) em um condutor cilíndrico que é causado pelo efeito cobertura. Conforme detalhado acima, tal restrição da seção transversal efetiva aumenta a resistência efetiva do condutor.

[0073] Por exemplo, o gráfico mostrado na Figura 3, e discutido em mais detalhes abaixo, ilustra um exemplo de restrição de densidade da corrente dentro da profundidade do material (por exemplo, profundidade do revestimento) que é causada pelo efeito cobertura.

[0074] O efeito proximidade, tal como aqui utilizado, geralmente se refere ao efeito da corrente CA fluindo em um primeiro percurso de corrente (por exemplo, condutor) na densidade da corrente de uma corrente CA fluindo em um segundo percurso de corrente próximo. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 5A-5B e descrito em mais detalhes abaixo, a corrente CA no primeiro percurso de corrente faz com que a densidade da corrente CA no segundo percurso de corrente “aglomere” ou se comprima em torno do primeiro percurso de corrente. Por exemplo, em implementações da presente divulgação, a densidade de uma corrente que passa através de um meio aparente é “puxada” em direção a outro condutor que transporta uma corrente CA quando o condutor é colocado próximo à corrente que passa através do meio aparente. O grau e a direção da restrição da densidade da corrente (por exemplo, aglomeração) causada pelo efeito proximidade depende de várias variáveis, incluindo, por exemplo, a distância entre dois ou mais percursos de corrente CA, a direção do curso de corrente nos percursos de corrente individuais um em relação ao outro, as frequências das correntes CA nos percursos da corrente e a magnitude das correntes individuais nos percursos da corrente.

[0075] Para maior clareza, o sistema de aquecimento da presente divulgação será descrito em referência ao contexto de exemplo de um sistema de degelo e antigelo para uma superfície externa de um avião. No entanto, o sistema de aquecimento da presente divulgação pode ser usado em outros contextos, incluindo, mas não se limitando a, aquecimento das superfícies de outras aeronaves, drones, turbinas eólicas, unidades em operações criogênicas, bombas de calor, carros, torres de rádio, trilhos de trem, veículos militares tripulados ou não tripulados, tetos ou outras superfícies condutivas de aquecimento que podem se beneficiar do controle da formação de gelo ou água. O sistema de aquecimento pode ser usado para degelo ou antigelo. Em algumas implementações, o sistema de aquecimento pode ser usado para aquecer materiais menos condutores, por exemplo, aplicando uma camada condutiva sobre ou dentro de um material não condutivo. Tais implementações podem ser usadas para aquecer superfícies de estradas (por exemplo, calçadas), materiais de construção, telhados, pisos ou outros materiais de baixa condutividade ou não condutivos.

[0076] O degelo, tal como aqui utilizado, geralmente se refere à remoção de neve, gelo ou geada (coletivamente referidos como “gelo”) de uma superfície. Em algumas implementações, o sistema de aquecimento pode derreter apenas uma parte do gelo existente sobre uma superfície condutiva. O gelo seria então removido da superfície (por exemplo, escorregando da superfície uma vez que o processo de derretimento tenha começado e a ligação da superfície do gelo tenha sido quebrada).

[0077] O antigelo, tal como aqui utilizado, geralmente se refere à prevenção da formação ou aderência de neve, gelo ou geada (coletivamente referidos como “gelo”) a uma superfície. Em algumas implementações, o sistema de aquecimento mantém a temperatura da superfície alta o suficiente para evitar a formação de gelo na superfície e evitar o acúmulo ou formação de gelo (por exemplo, de precipitações de congelamento, tais como, neve, geada, pelotas de gelo, chuva congelante, etc.).

[0078] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um exemplo do sistema de aquecimento 100 para aquecer um meio aparente. O sistema de aquecimento 100 inclui sistema de controle de energia 104 acoplado aos eletrodos 116 e 118. Os eletrodos 116 e 118 são acoplados a uma área alvo do meio aparente 102 (por exemplo, parte de uma asa de aeronave). O sistema de controle de energia 104 gera corrente alternada (corrente CA) (por exemplo, de frequências de 1 kHz ou superior) através de um circuito fechado através de fio (ou percurso ou cabo) 106, meio aparente 102 e, finalmente, fio (ou percurso de retorno) 108. A direção da corrente 112 através dos fios está em indicado por uma seta tracejada.

[0079] Em algumas implementações, o sistema de aquecimento 100 pode incluir, mas não está limitado a, sistema de controle de energia 104, eletrodos 116 e 118 e cabos especializados (por exemplo, fios 108 e 106). Em algumas implementações, o sistema de aquecimento é configurado para ser acoplado aos eletrodos 116 e 118. Em algumas implementações, o sistema de aquecimento é configurado para ser acoplado a cabos especializados (por exemplo, 108 ou 116). Em algumas implementações, o sistema de controle de energia 104 pode incluir, mas não está limitado a, uma unidade de geração de sinal, fonte de energia, uma unidade de transformação de sinal, uma rede de ajuste de impedância, uma unidade de controle e sensores, com configurações específicas descritas em mais detalhes abaixo. Conforme detalhado abaixo, em algumas implementações, a rede de ajuste de impedância é uma rede correspondente de impedância.

[0080] Em algumas implementações, os eletrodos 116 e 118 são eletrodos de contato. Por exemplo, os eletrodos 116 e 118 estão fisicamente conectados ao meio aparente 102 para conduzir corrente elétrica do sistema de controle de energia 104 para o meio aparente. Em algumas implementações, os eletrodos 116 e 118 podem ser acoplados ao meio aparente 102, mas eletricamente isolados do meio aparente 102. Por exemplo, em tais implementações, os eletrodos 116 e 118 podem ser a entrada e saída de uma bobina de indução que está posicionada próxima ao meio aparente 102 para induzir, magneticamente, uma corrente no meio aparente 102.

[0081] O sistema de controle de energia 104 pode fornecer corrente a uma frequência suficientemente alta (por exemplo, acima de 1 kHz) para restringir o fluxo de corrente na direção z entre os eletrodos 116 e 118 ajustando o efeito cobertura, resultando em maior resistência do meio aparente

102. Por exemplo, o sistema de controle de energia 104 pode prover corrente CA a uma frequência entre 1 kHz e 300 GHz. Em algumas implementações, a frequência da corrente está entre 10 kHz e 30 GHz. Em algumas implementações, a frequência da corrente está entre 100 kHz e 450 MHz. Em algumas implementações, a frequência da corrente está na faixa de 1 MHz - 50 MHz, 100 MHz - 150 MHz, 200 MHz - 300 MHz, 400 MHz - 500 MHz ou 800 MHz - 1 GHz.

[0082] Em algumas implementações, o percurso de retorno 108 está disposto em estreita proximidade com a superfície do meio aparente 102. A proximidade do percurso de retorno 108 à superfície do meio aparente pode ser usada para ajustar o efeito proximidade da corrente fluindo entre os eletrodos 116 e 118 e, assim, restringir ainda mais a corrente e aumentar o aquecimento dentro do meio aparente. A fim de aproveitar o efeito proximidade para moldar a corrente que flui entre os eletrodos 116 e 118, não é necessário usar o percurso de corrente de retorno 108 do próprio circuito do sistema de aquecimento. Em algumas implementações, outro percurso de corrente 122 (por exemplo, de circuito diferente) pode ser colocado em estreita proximidade (por exemplo, distância 120a) ao meio aparente 102. Por exemplo, quando a distância 120 ou 120a do percurso de corrente 108 ou 122 do meio aparente 102 é suficientemente pequeno, o efeito proximidade pode ser usado para restringir ainda mais a corrente através do meio aparente.

[0083] Por exemplo, a distância 120 (ou 120a) entre o meio aparente e o percurso 108 (ou 122) pode ser menor que 1 m, ou menor que 50 cm, ou menor que 10 cm para produzir um efeito proximidade. Se distâncias mais próximas forem possíveis, com a devida consideração para as restrições de projeto (por exemplo, com uma asa de avião como meio aparente, onde a nervura ou longarina do avião não está no trajeto do percurso de retorno 108/122), a distância 120 (ou 120a) pode ter menos do que 25 cm ou menos do que 10 cm.

[0084] O meio aparente 102 pode incluir materiais tais como, mas não se limitando a, alumínio, ligas metálicas, compostos de fibra de carbono, cobre, prata, titânio ou aço. Por exemplo, o meio aparente pode ser qualquer parte da estrutura de uma aeronave (por exemplo, o revestimento (“shell”) mais externo ou superfície do avião, também conhecida como “skin” do avião), tal como, fuselagem, asas, trem de pouso, cauda (“empennage”), etc..

[0085] Os eletrodos (116 e 118) podem incluir materiais, tais como, mas não se limitando a, alumínio, prata, cobre, ligas dos mesmos ou outros materiais condutivos. Em algumas implementações, o material do eletrodo é pelo menos tão eletricamente condutivo quanto o meio aparente 102. Em algumas implementações, os eletrodos 116 e 118 podem ser dispostos em arranjos de eletrodos. Os eletrodos podem ser acoplados ao meio aparente em uma variedade de maneiras, por exemplo, na superfície superior ou inferior do meio, ou incorporados dentro do meio.

[0086] O sistema de aquecimento 100 é configurado para produzir uma resistência eficaz através do meio aparente 102, moldando a densidade da corrente através do meio. Em outras palavras, para aplicações em aviões, a estrutura existente do avião será usada como parte do circuito elétrico do sistema de aquecimento. O sistema de aquecimento 100 molda a densidade da corrente ajustando o efeito cobertura, o efeito proximidade ou uma combinação dos mesmos para aumentar a resistência eficaz do meio aparente 102 ao longo de um percurso de corrente entre os eletrodos 116 e 118. Em alguns casos, o efeito proximidade também é aproveitado para direcionar o percurso de corrente, por exemplo, como visto na Figura 4D para aquecer as seções desejadas do meio aparente. Uma seção de calor desejada do meio aparente pode ser referida como um “local de aquecimento alvo” ou “local alvo”.

[0087] Em algumas implementações, uma corrente alternada de frequência de 1 kHz ou superior pode ser passada diretamente através de uma fuselagem do avião. Como um resultado, o aquecimento Joule ocorrerá na parte da fuselagem do avião próxima à superfície que tem a corrente passando por ela. Adicionalmente, o calor produzido a partir da corrente será espalhado por condução ao longo do meio aparente 102.

[0088] Com referência às Figuras 2A-2B, o sistema de aquecimento 100 molda a densidade da corrente através da área alvo do meio 102 utilizando o efeito cobertura. Como na Figura 1, uma corrente CA (na direção 212) é aplicada através dos eletrodos 116 e 118 através de uma área alvo do meio aparente 102. A Figura 2A é um diagrama esquemático ilustrando o perfil (por exemplo, vista lateral) da densidade da corrente 202 através da área alvo do meio aparente 102 sem o efeito cobertura (por exemplo, com frequências de corrente abaixo de 1 kHz). A corrente está percorrendo na direção y (212), com a maior parte da corrente fluindo dentro do volume do meio 102 indicado pelas setas. Por exemplo, a corrente tem uma profundidade 206 de cerca de 2 mm, por exemplo, quase toda a espessura do meio aparente. Como tal, a Figura 2A ilustra uma operação do sistema 100 com pouca ou nenhuma formação da densidade da corrente pelo efeito cobertura.

[0089] A Figura 2B é um esquema de um perfil de densidade da corrente 202 resultante da aplicação de uma corrente CA de frequência mais alta (por exemplo, acima de 1 kHz) através dos eletrodos. A Figura 2B ilustra uma operação do sistema 100 com moldagem da densidade da corrente pelo efeito cobertura. Por exemplo, devido ao efeito cobertura produzido pela operação do sistema de aquecimento 100 em altas frequências, a profundidade da densidade da corrente 202 fluindo através do meio aparente 102 é restrita na direção z para uma região estreita próximo da superfície do meio aparente 102. Além disso, a resistência eficaz do meio aparente 102 na região do fluxo de corrente é suficientemente aumentada de modo que o aquecimento Joule possa ser realizado nesta área sem sobreaquecer o restante do circuito (por exemplo, fios, fonte de energia, inversor, rede de ajuste, eletrodos). A resistência efetiva do meio aparente para a corrente CA na área alvo pode ser maior do que a resistência do meio aparente para uma corrente CC. Por exemplo, a resistência efetiva pode ser aumentada em duas ou mais ordens de magnitude acima da resistência do meio aparente para uma corrente CC.

[0090] A Figura 3 é um gráfico que mostra a concentração de densidade da corrente (eixo y, normalizado para 1) na profundidade do material (eixo x, normalizado para 1) como uma função da corrente CA aplicada devido ao efeito cobertura. A densidade da corrente decai exponencialmente ao longo da espessura (direção z) do meio. Conforme a frequência aumenta de 1 kHz para 10 MHz, a densidade da corrente se torna mais concentrada próximo da superfície do meio aparente. Assim, quanto mais alta a frequência, mais pronunciada é o decaimento. Em outras palavras, o efeito cobertura restringe a densidade da corrente fazendo com que a corrente passe através de uma camada fina próxima à superfície do meio aparente. Consequentemente, o aquecimento Joule ocorrerá também nesta camada.

[0091] A Figura 4A é uma vista lateral esquemática do sistema 400 para utilizar o efeito proximidade para restringir ainda mais a densidade da corrente. Como na Figura 1, os eletrodos 116 e 118 são fixados ao meio aparente 102 (por exemplo, área alvo na estrutura) e passam um sinal CA (por exemplo, mais de 1k Hz) para criar densidade da corrente (ou percurso) 410 com direção 412 através do meio. O percurso de retorno 108 posicionado dentro de uma distância 120 do percurso de corrente (ou densidade) 410 no meio e tem uma direção 112 diferente da direção 412. Em algumas implementações, o percurso de retorno 108 é eletricamente isolado do meio aparente 102. Por exemplo, retorno o percurso 108 pode ser um fio ou cabo posicionado dentro da distância 120 do meio aparente 102. O percurso de retorno 108 pode ser um fio ou cabo que completa um circuito do sistema 400.

[0092] Se o percurso de retorno 108 estiver suficientemente próximo do percurso de corrente 410 (por exemplo, menos do que 50 cm), a corrente CA no percurso de retorno 108 restringe a corrente no percurso de corrente 410 em direções através do percurso do fluxo de corrente no percurso de corrente 410. Em outras palavras, posicionando o percurso de retorno 108 suficientemente próximo do percurso de corrente 410 faz com que a área do corte transversal do fluxo de corrente no percurso de corrente 410 seja restrita.

Por exemplo, em referência às Figuras 4A-4C, a corrente é restrita em duas direções (por exemplo, nas direções x e z, como mostrado) entre os eletrodos 116 e 118. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 4D, o efeito proximidade restringe a densidade da corrente 410 em ambas direções x ou y, dependendo da direção do fluxo de corrente. Por exemplo, onde a corrente flui na direção x, o efeito proximidade restringe a corrente na direção y. Por exemplo, o efeito proximidade restringe predominantemente a corrente em toda a direção do fluxo da corrente, enquanto o efeito cobertura restringe predominantemente a densidade da corrente dentro da profundidade do meio aparente (por exemplo, na direção z, como mostrado nas Figuras 2A e 2B). Em alguns casos, o efeito proximidade também pode adicionar à restrição da densidade da corrente na profundidade (por exemplo, direção z) do meio aparente 102, por exemplo, aumentando o efeito cobertura em implementações que fazem uso de ambos efeito cobertura e efeito proximidade. Em algumas implementações, o efeito proximidade também pode ser usado para definir a direção do fluxo de corrente através do meio aparente (por exemplo, a rota que a corrente segue através do meio aparente 102).

[0093] As Figuras 4B-C são exemplos de diagramas esquemáticos do sistema 400, como visto de cima. Os eletrodos 116 e 118 são fixados à área alvo do meio aparente 102 e passam sinal CA (por exemplo, mais de 1 kHz) para criar densidade da corrente (ou percurso de corrente) 410 com direção 412 através do meio. O percurso de retorno 108 está posicionado em um plano x-y diferente (linha pontilhada) do percurso de corrente (ou densidade) 410 no meio aparente 102. Em algumas implementações, o fluxo de corrente no percurso de retorno 108 está em uma direção diferente 112 da direção 412 do fluxo de corrente no percurso de corrente 410 através do meio aparente 102. Por exemplo, em algumas implementações, a direção 112 do fluxo de corrente no percurso de retorno 108 é oposta à direção 412 do fluxo de corrente no percurso de corrente 410. Quando a distância 120 do percurso de retorno 108 para o percurso de corrente 412 é suficientemente pequena (por exemplo, menos de 50 cm), a corrente fluindo entre os eletrodos 116 e 118 dentro do meio aparente 102 se acumulará próximo do fio do percurso de retorno (por exemplo, restrição na direção y e z) devido ao efeito proximidade, conforme mostrado na Figura 4C. A maior distância do percurso de retorno 108 afasta o meio aparente 102, o percurso de corrente 412 menor no meio aparente 102 será restrito, conforme mostrado na Figura 4B.

[0094] A Figura 4D é um exemplo do diagrama esquemático de outra implementação do sistema 450, visto de cima. Como no sistema anterior 100, os eletrodos 116 e 118 são fixados a uma área alvo do meio aparente 102. O percurso de retorno 108 está posicionado próximo ao meio aparente 102 e em um plano x-y diferente do percurso de corrente 410 dentro do meio aparente 102. A implementação ilustrada demonstra como o percurso de retorno 108 (ou outro percurso de corrente separado) pode ser usado para moldar o percurso que a corrente 410 segue através do meio aparente 102. Por exemplo, colocando um segundo percurso de corrente (por exemplo, um fio ou cabo de transporte de corrente tal como o percurso de retorno 108) próximo ao meio aparente 102, o efeito proximidade pode ser aproveitado para tanto restringir a largura da densidade da corrente através da direção do fluxo de corrente e também para moldar o percurso de corrente 410 dentro do meio aparente 102. A Figura 4D também demonstra que o efeito proximidade restringe a densidade da corrente ao longo do percurso de corrente 410 através da direção do fluxo de corrente. Por exemplo, na Figura 4D, a densidade da corrente ao longo do percurso de corrente 410 é restrita em uma direção que é substancialmente perpendicular à direção do fluxo de corrente em cada segmento do percurso 410 e o percurso de corrente 410 dentro do meio aparente 102 se conforma para seguir a forma do percurso de retorno 108. Mais especificamente, na seção A do percurso de corrente 410, a corrente é guiada para fluir ao longo da direção x a densidade da corrente é restrita na direção y e z. Na seção B do percurso de corrente 410, a corrente é guiada para fluir ao longo da direção y e a densidade da corrente é restrita nas direções x e z.

[0095] A capacidade de moldar o percurso de corrente em geometrias mais complexas com o efeito proximidade, conforme mostrado na Figura 4D, pode oferecer uma série de vantagens. Primeiro, essas geometrias de percurso podem ser usadas para aumentar o comprimento efetivo do percurso da corrente ι. Conforme descrito acima, o comprimento do percurso aumentado leva ao aumento da resistência e, portanto, ao aumento do aquecimento Joule. Em segundo lugar, as geometrias do percurso de corrente podem ser configuradas para direcionar o fluxo atual para locais estratégicos para aquecimento. Terceiro, as geometrias do percurso de corrente podem ser usadas para criar áreas de maior aquecimento (por exemplo, pontos quentes) em cantos agudos do percurso de corrente.

[0096] A resistência efetiva do meio aparente à corrente

CA na área alvo devido à combinação da proximidade e efeitos de revestimento pode ser maior do que a resistência do meio aparente a uma corrente CC. Por exemplo, a resistência efetiva pode ser aumentada em duas ou mais ordens de magnitude acima da resistência do meio aparente para uma corrente CC.

[0097] As Figuras 5A-B são gráficos de simulação que mostram o aumento da concentração de densidade da corrente em uma área alvo do condutor aparente 102 próximo de um segundo condutor/percurso 108 conforme uma função da distância 120 entre os condutores devido ao efeito proximidade. A corrente no condutor aparente e no segundo percurso são suficientes para causar um efeito proximidade (por exemplo, acima de 1 kHz ou 10 MHz) quando a distância 120 é reduzida. Por exemplo, quando a distância 120 é de 20 cm, a densidade da corrente 410 permanece aproximadamente uniforme no plano x-y, conforme mostrado na Figura 5A. Quando a distância 120 é reduzida para 2 cm, como na Figura 5B, o efeito proximidade causa “aglomeração” ou “restrição” da corrente 410 em torno do percurso de retorno 108 no plano x-z. Isso é realizado pela maior parte da corrente 410 aglomerando em uma faixa estreita ao longo do condutor aparente e seguindo o percurso do segundo condutor (108) (por exemplo, percurso de retorno, ou outros fios de transporte de corrente). Em outras palavras, a corrente 410 segue o percurso de menor indutância, ao contrário de se espalhar uniformemente por todo o meio aparente.

[0098] Em algumas implementações, um fio diferente do percurso de retorno 108 é usado para causar o efeito proximidade, mostrado como percurso 122 na Figura 1. Nesse caso, as oscilações da corrente nesse fio podem ou não ser conduzidas pelo mesmo sistema (por exemplo, sistema de controle de energia 104) como os percursos 106 e 108. Nesse caso, o efeito proximidade do fio 122 dependerá do distância do fio 112 do percurso de corrente 412 no condutor aparente. Assim como com o percurso de retorno 108, o fio 122 pode precisar estar suficientemente próximo (por exemplo, menos de 50 cm) do percurso 412.

[0099] Em geral, o sistema de controle de energia 104 fornece corrente para o meio aparente 102 através de eletrodos (por exemplo, 116 e 118) e condutores elétricos personalizados (por exemplo, fios ou cabos especializados) para formar um circuito fechado (ver Figura 1). Esses três componentes serão explicados em mais detalhes abaixo.

[0100] Em algumas implementações, os eletrodos 116 e 118 incluem uma disposição de eletrodos de entrada e de saída, conforme mostrado na Figura 6A. O sistema de eletrodos 600 inclui três eletrodos de entrada 116(1)-(3), formando a disposição de eletrodos 116 e três eletrodos de saída 118(1)- (3), formando a disposição de eletrodos 118 e resultando em percursos de corrente adjacentes 410 no meio aparente. O efeito proximidade devido à corrente 112 nos fios de retorno 108 restringe a densidade da corrente 410 no meio aparente, conforme detalhado acima.

[0101] Em geral, várias geometrias de eletrodo podem ser usadas a fim de atingir o aquecimento desejado em áreas alvo do meio aparente 102. Por exemplo, referindo-se à Figura 6B, o sistema 610 mostra dois arranjos de eletrodo 116 e 118 usados para aplicar uma corrente através da área alvo 102 do meio aparente (com fios de entrada/saída 106 e 108). O arranjo de eletrodos 116 e 118 pode ser disposições de um ou mais eletrodos, conforme mostrado na Figura 6A. As Figuras 6C-D são diagramas esquemáticos de outras configurações de eletrodo, 620 e 630, respectivamente, para aquecer área(s) alvo 120, por exemplo, em uma asa de aeronave. Os arranjos de eletrodos indicados por 116, 118 e 640 podem ser eletrodos únicos, ou uma disposição de um ou mais eletrodos, conforme mostrado na Figura 6A. Mais detalhes sobre a forma e o design do eletrodo estão abaixo.

[0102] Em algumas implementações, o meio aparente é o revestimento de uma aeronave e as áreas alvo para aquecimento incluem, mas não estão limitadas a, as seguintes: asas, fuselagem, estabilizadores verticais, estabilizadores horizontais, janelas, winglets, para-brisa, superfícies de controle (flaps, ailerons, leme, elevador, freios a ar, etc.), nariz/cone do nariz, trens de pouso, freios de trem de pouso, portas de trem de pouso, motores e nacelas de motor, entradas e saídas AC, ventilações de tanque de combustível, cabeças de pitô, portas estáticas e outras antenas, sensores e luzes externas, ventilações do tanque de combustível, painéis de serviço. Em outras palavras, a tecnologia proposta pode envolver a colocação de eletrodos no interior da fuselagem do avião, em alguns casos, em uma ou mais das configurações mostradas nas Figuras 6A-D. Em algumas implementações, o sistema de aquecimento 100 produzirá aquecimento Joule nas porções da área alvo e, subsequentemente, a condução dentro do material pode resultar em um aquecimento mais “espalhado”.

[0103] Em geral, o sistema de controle de energia 104 inclui um sistema de geração de sinal que é projetado para gerar um sinal elétrico alternado (CA) de alta frequência (por exemplo, acima de 1 kHz) e enviá-lo através da área alvo acima mencionada 102 do meio aparente. Em algumas implementações, onde a impedância da área alvo é baixa (em alguns casos bem abaixo de 1 Ω), o sistema de geração de sinal é configurado para gerar e manter um nível de corrente desejado, a fim de gerar aquecimento Joule na área alvo. Em alguns casos, em função das impedâncias de outras partes do sistema (por exemplo, os condutores ou fios elétricos que transmitem o sinal) estão acima de zero, uma alta corrente passando por essas partes geraria aquecimento Joule indesejado fora da área alvo. Por essa razão, em algumas implementações, o sistema de geração de sinal é projetado de forma que uma alta corrente seja entregue apenas próximo da área alvo.

[0104] Em algumas implementações, alguns ou todos os elementos/unidades do sistema de geração de sinal, bem como as unidades/cabos condutores que os conectam, são projetados de modo a reduzir tanto quanto possível as perdas de energia indesejadas que ocorrem normalmente durante a transmissão de sinais eletromagnéticos de alta corrente e alta frequência.

[0105] Em algumas implementações, o sistema de geração de sinal pode receber energia a partir de fontes de energia existentes (por exemplo, barramentos elétricos existentes em uma aeronave). Em algumas implementações, o sistema usa uma bateria personalizada ou um fonte de energia que faz parte do sistema. Por exemplo, tais fontes de energia personalizadas podem incluir, mas não estão limitadas a: geradores elétricos baseados em combustível, geradores elétricos baseados em energia solar, geradores elétricos baseados em energia eólica, geradores elétricos baseados em energia a gás, etc. Em algumas implementações, o sistema de geração de sinal pode ser colocado em um circuito entre uma fonte de energia (por exemplo, barramento elétrico existente, bateria personalizada, fonte de energia personalizada) e a área alvo.

[0106] Adicionalmente, em algumas implementações, o sistema de geração de sinal pode incluir circuitos e dispositivos de controle que existem como unidades independentes e/ou estão incorporados em uma combinação de outras unidades que fazem parte do sistema de geração de sinal.

[0107] Em algumas implementações, o sistema de aquecimento 100 é usado para aquecer uma série de áreas alvo distintas. Nesse caso, cada elemento ou unidade do sistema de aquecimento (por exemplo, a unidade de transformação de sinal, a rede de ajuste de impedância, etc.) pode ser centralizado para todo o sistema ou distribuído como uma unidade distinta ou mais por área alvo ou grupo de áreas alvo. As configurações de centralização ou distribuição podem ser usadas para melhorar a funcionalidade do sistema, eficiência energética, custo, conformidade regulatória, peso, tamanho e complexidade, entre outros critérios. Por exemplo, em algumas implementações, a unidade de transformação de sinal é centralizada, enquanto a rede de ajuste de impedância é distribuída em uma unidade ou mais por área alvo. Em algumas implementações, a unidade de transformação de sinal é apenas parcialmente centralizada com uma subunidade TSP (“Transformação para Energia Padronizada”) centralizada, mas com uma subunidade ACG (“Geração CA”) distribuída em uma subunidade ou mais por alvo área ou grupo de áreas alvo. Em algumas implementações, a unidade de transformação de sinal é inteiramente distribuída com cada uma de suas subunidades distribuídas em uma subunidade ou mais por área alvo, ou grupo de áreas alvo.

[0108] Em algumas implementações, o sistema de controle de energia 104 envia energia para a área alvo 102 de uma forma contínua até que a operação de aquecimento/degelo/antigelo seja concluída. Em algumas implementações, o sistema pode ligar e desligar a energia (por exemplo, usando uma unidade de controle) de uma maneira melhorada/eficiente, a fim de atingir uma geração de calor desejada e distribuição de calor no material condutivo 102. Por exemplo, enquanto o sistema está ligado, o calor é gerado em locais específicos da área alvo e é conduzido através da área alvo, “espalhando-se” para o resto da área alvo. Enquanto o sistema está desligado, o calor gerado continua a conduzir dentro da área alvo.

[0109] Em algumas implementações, o sistema pode incluir diferentes níveis de energia para o estado ligado e ciclo através do estado desligado e diferentes níveis de energia de uma maneira melhorada. Em algumas implementações, os níveis de energia específicos podem ser alcançados por meio de um aumento/diminuição suavizada da energia em oposição a incrementos ou decréscimos de energia de uma etapa. Esses padrões de sistema de energia pulsada podem ser totalmente pré-programados quando o sistema é construído, ou podem variar e ser melhorados dinamicamente com base em circuitos de retorno (“feedback loops”) formando parte da unidade de controle do sistema, conforme detalhado abaixo.

[0110] Em algumas implementações, onde o sistema de aquecimento inclui várias áreas alvo, o padrão de energia pulsada descrito acima, pode ser usado de forma assíncrona em todas as áreas alvo, de modo que todas as áreas alvo se aqueçam na quantidade de tempo desejada, enquanto mantém ambos a média total e os níveis de potência instantâneos totais abaixo de um valor limite definido. Por exemplo, para um sistema de degelo de aeronave onde ambas as asas, a fuselagem e os estabilizadores horizontais e verticais seriam aquecidos, tal padrão de energia em fases poderia ser projetado de modo que o sistema seja ligado para apenas uma área alvo em um período. Em algumas implementações, um padrão de energia em fases pode ser: energizar o sistema para a asa esquerda, em seguida a fuselagem, em seguida a asa direita, em seguida o estabilizador vertical e em seguida o estabilizador horizontal.

[0111] Em algumas implementações, a regulagem melhorada pode ser usada em cada estágio a fim de alcançar o calor desejado, a potência média, o nível de potência instantâneo, bem como uma distribuição de calor aceitável. Em algumas implementações, semelhantes ao padrão acima, qualquer subconjunto das áreas alvo pode ser aquecido em um determinado momento.

[0112] Em algumas implementações, uma ou mais das unidades ou elementos mencionados como parte do projeto do sistema de aquecimento terão um gabinete. Esse gabinete pode ser projetado para uma única unidade ou para qualquer combinação de unidades. Em algumas implementações, os gabinetes são projetados em conformidade com os padrões de qualificação ambiental. Por exemplo, os gabinetes podem ser projetados em critérios de conformidade, tais como, não-inflamabilidade, proteção contra precipitações, fixação e construção fornecendo proteção contra choques externos e vibrações, isolamento elétrico, proteção contra interferências eletromagnéticas externas (“EMI”) e blindagem de emissões EMI dos circuitos e alívio térmico.

[0113] Em algumas implementações, alguns dos gabinetes podem ser projetados de modo a usar a estrutura do objeto aquecido (por exemplo, material condutivo aparente) como um dissipador de calor. Por exemplo, uma ou mais das unidades do sistema de aquecimento podem ser alojadas em estruturas condutivas ou metálicas que são montadas para ter alta condutividade térmica para o meio aparente no qual está localizado. Um possível benefício dessa montagem é aquecer o meio aparente e, ao mesmo tempo, prover o resfriamento necessário para os componentes eletrônicos. Outra possível vantagem desta concepção é reduzir o peso do sistema de aquecimento (ou dispositivo), evitando a necessidade de prover um dissipador de calor separado para dissipar as perdas. Em algumas implementações, as áreas alvo podem ser usadas como parte dos dissipadores de calor das unidades do sistema de calor. Este uso pode aumentar a eficiência do sistema de aquecimento uma vez que os circuitos do sistema de aquecimento inevitavelmente geram perdas de calor que podem ser conduzidas para as áreas alvo para aquecê-las.

[0114] Em algumas implementações, vários adesivos ou tipos de montagem podem ser empregados para montar um gabinete no meio aparente. Por exemplo, um adesivo usado principalmente para reter a rigidez mecânica pode ser usado para segurar o gabinete no lugar, enquanto um adesivo (ou interface) diferente pode ser usado para prover um percurso de impedância térmica inferior para a função de dissipação de calor do gabinete.

[0115] Em algumas implementações, uma ou mais das unidades do sistema de aquecimento podem ser configuradas para detectar uma ou mais medições incluindo, mas não se limitando a, tensão, corrente, temperatura, energia direta e energia refletida, medidas nos circuitos da unidade, cabos circundantes, outras unidades, ou as áreas alvo. Em algumas implementações, tais medições podem então ser usadas para monitorar o status operacional da(s) unidade(s) e controlar suas operações (usando um mecanismo de retorno), incluindo comutação liga/desliga, níveis de saída e controle no circuito de comutação e peças ajustáveis para melhoria (mais detalhes sobre o controle de partes de comutação e ajustáveis dentro de uma rede de ajuste dinâmico são encontrados abaixo). Os parâmetros controlados podem incluir energia para carregar e/ou corrente para carregar, controle de tensão na rede de ajuste e outros sinais relevantes.

[0116] Em algumas implementações, as medições usadas como parte dos circuitos de retorno (“feedback loops”) descritos acima também podem incluir sensores de gelo específicos que podem ser instalados nas ou próximo das áreas alvo. Tais sensores podem ser usados, por exemplo, para informar o sistema de aquecimento e/ou o usuário sobre o status de conclusão do degelo, e usados como uma entrada para ajustar os níveis de energia nos estágios de operação de degelo e antigelo. Em algumas implementações, os sensores de gelo também podem ser usados para determinar falhas dentro dos requisitos do sistema e/ou de manutenção.

[0117] Em algumas implementações, o sistema de aquecimento pode incluir uma unidade de controle do conversor de protocolo (ou “unidade de controle” ou “subunidade de controle”), obtendo a entrada do usuário (que pode ser o piloto ou copiloto no caso de um sistema de degelo de aeronave) e/ou os sensores do sistema e emitindo sinais de controle para todas as outras unidades. Em algumas implementações, as entradas do usuário podem incluir, mas não estão limitadas a, estado ligado/desligado, estado de degelo/antigelo/desligado, temperaturas alvo para áreas alvo, e produção de energia alvo para áreas alvo. Em algumas implementações, as entradas de sensores podem incluir, mas não estão limitadas a, tensão, corrente, temperatura, energia direta e energia refletida, impedância, e dados a partir de sensores de gelo, o squat switch, várias unidades lógicas de aeronave, informações da aviônica, bem como como outros dados. Em algumas implementações, a unidade conversora de protocolo é centralizada para todo o sistema. Em algumas implementações, é distribuído com uma unidade de controle do conversor de protocolo por área alvo ou grupo de áreas alvo.

[0118] Em algumas implementações, a entrada do usuário pode ser transmitida para a unidade de controle usando ambos, fios (por exemplo, usando padrões de transferência de dados tais como ARINC 429) ou sem fio (por exemplo, usando conexões Bluetooth ou Wi-Fi de baixa energia). Em algumas implementações, o dispositivo de entrada do usuário pode tanto ser integrado ao sistema que está sendo aquecido (por exemplo, integrado aos controles na tela da cabine para um sistema de degelo da aeronave) ou pode ser um dispositivo separado, tal como um tablet touchscreen (por exemplo, um tablet separado instalado na cabine ou um aplicativo especial instalado no tablet touchscreen do piloto no caso de um sistema de degelo de aeronave).

[0119] Em algumas implementações, o sistema de controle de energia 104 inclui uma unidade de transformação de sinal (“STU”) ou circuitos que alteram o sinal dos barramentos elétricos existentes ou da bateria personalizada ou qualquer outra fonte de energia do sistema de aquecimento na forma de onda CA de alta frequência desejada para geração de corrente no meio aparente. Por exemplo, em aplicações de aeronaves, a unidade transformadora de sinal pode obter energia CC disponível do barramento elétrico do avião e converter no sinal CA de alta frequência desejado. Em outro exemplo de aeronave, a unidade de transformação de sinal pode obter energia disponível a partir do barramento elétrico do avião na forma de um sinal CA e convertê-lo no sinal CA de alta frequência desejado. Em algumas implementações, a unidade de transformação de sinal pode obter energia CC disponível a partir de uma bateria personalizada ou a partir de qualquer fonte de energia personalizada (por exemplo, formando parte do sistema de aquecimento) e converter no sinal CA de alta frequência desejado. Em algumas implementações, baterias ou fontes de energia personalizadas podem ser embutidas no mesmo gabinete e/ou placa de circuito como a unidade de transformação de sinal.

[0120] A Figura 7 é um diagrama esquemático de um exemplo da unidade de transformação de sinal (“STU”) 700 para o sistema de controle de energia 104, incluindo transformação para energia padronizada (“TSP”) 710 e geração CA (“ACG”) 720 subunidades principais, que precedem outro circuito 730 no restante do dispositivo 100. O sistema de controle de energia 104 pode extrair energia a partir de fontes de energia existentes, conforme mostrado na Figura 7.

[0121] A Figura 8 é um diagrama esquemático de um exemplo da unidade de transformação de sinal (“STU”) 800 para o sistema de controle de energia 104, incluindo um TSP 810, um ACG 820 e uma subunidade de controle 830.

[0122] Em algumas implementações, o TSP extrai energia a partir das fontes de energia existentes ou da bateria do sistema de aquecimento, e a transforma em uma entrada padronizada, tal como um VCC 250 para operação melhorada do ACG, bem como para eficiência de transferência de energia melhorada da unidade de transformação de sinal.

[0123] Em algumas implementações, onde os barramentos elétricos existentes fornecem energia na forma de um sinal de 400 Hz, 115 VAC para o TSP, o TSP pode incluir um conversor flyback com um filtro em sua saída, tal como, um bloqueador de modo comum, evitando que interferências eletromagnéticas alcancem ou danifiquem o ACG. Figura 9A é um diagrama esquemático de um exemplo da subunidade TSP 900, incluindo um conversor flyback 910 e um bloqueador de modo comum 920. A Figura 9B é o diagrama esquemático de um exemplo de conversor flyback 910.

[0124] Em algumas implementações, o TSP é um retificador de ponte que converte a energia CA proveniente de fontes de energia existentes em qualquer tensão CC desejada. Em algumas implementações, o TSP extrai energia CC da bateria ou das fontes de energia existentes (por exemplo, 28 VDC típicos em uma aeronave) e a transforma em uma tensão CC diferente ou uma tensão CA. Por exemplo, a conversão CC-CC pode ser útil para unidades de controle de energia e elementos do sistema de aquecimento, caso no qual os níveis de tensão possíveis podem incluir ±3,3V, ±5V e/ou ±12V. Finalmente, em algumas implementações, um estágio de correção do fator-energia (“PFC”) pode ser incluído no projeto do TSP dependendo da fonte de fornecimento de energia. Em algumas implementações, o PFC pode servir para corrigir o carregamento não linear da fonte de energia que pode ser necessário. Ambos os estágios PFC ativo e passivo são possíveis.

[0125] Em algumas implementações, o ACG usa a energia de entrada do TSP e a transforma no sinal CA de alta frequência desejado. Em algumas implementações, o ACG é projetado para melhorar a eficiência de transferência de energia da unidade de transformação de sinal. Em algumas implementações, o ACG inclui um amplificador de potência ou um gerador ou oscilador AC ou RF.

[0126] Em algumas implementações, o estágio de amplificação de potência primária de um amplificador de potência é tanto “linear” quanto “chaveada”. As compensações relevantes entre essas duas arquiteturas podem incluir eficiência, gerenciamento de energia e linearidade. Exemplos de amplificadores lineares podem incluir Classe-A, Classe-B e Classe-C. Os exemplos de amplificadores chaveados podem incluir Classe-D, Classe-E e Classe-F. Em algumas implementações, os amplificadores lineares têm alta linearidade e baixa eficiência em comparação aos amplificadores chaveados. A baixa eficiência pode significar gerenciamento térmico mais difícil, requisitos de componentes com classificação mais alta, etc.. A baixa linearidade pode significar aumento do conteúdo harmônico causando, potencialmente, problemas de conformidade regulatória, menor eficiência, concepção de projeto físico e elétrico mais difícil, etc..

[0127] Em algumas implementações, o ACG inclui um amplificador classe D de ponte completa. Por exemplo, o projeto do amplificador utiliza transistores MOSFET duplos alimentados com um acionador de porta (“gate driver”) e um oscilador de cristal de temperatura controlada (“TCXO”) gerando uma frequência desejada. A Figura 10A é um diagrama esquemático de um exemplo da subunidade ACG 1000, incluindo um amplificador classe D 1010 com transistores MOSFETs duplos, um oscilador de quartzo de temperatura controlada (“TCXO”) 1020 e um acionador de porta 1030. Figura 10B é um diagrama esquemático teórico de um exemplo de amplificador Classe-D usando MOSFETs duplos. Em algumas implementações, a arquitetura de ponte completa pode prover capacidade de acionador diferencial (balanceada), bem como quatro vezes a produção de energia para um determinado nível de tensão de barramento sob uma determinada carga em comparação com uma arquitetura de meia ponte. O acionador diferencial também pode ser relevante para a conformidade de emissões sob condições de carga equilibrada apresentadas pela estrutura de asa esperada. Adicionalmente, em algumas implementações, as arquiteturas Classe-D podem ter um fator de utilização de comutação mais alto do que outras arquiteturas de comutação.

[0128] Em algumas implementações, dentro da arquitetura Classe-D sob acionador de frequência única, muitos parâmetros de entrada podem ser variados para atingir parâmetros de saída melhorados. Um exemplo de parâmetro de entrada inclui tempo morto. Exemplos de parâmetros de saída incluem eficiência, tensões de componentes de pico, etc..

[0129] Em algumas implementações, as arquiteturas de classe D podem ter um alto fator de utilização de comutação e implementações completas de componentes baseados em silício, tornando-as adequadas para o desenvolvimento ASIC potencial. Em tais desenvolvimentos, uma implementação SoC (sistema em um chip) é possível, onde todos os componentes de controle e eletrônicos de potência residem na mesma disposição ou em um MCP (pacote multi-chip). Em algumas implementações, uma arquitetura de classe D distribuiu módulos alojando SoCs e circuitos de suporte anexados a vários locais distribuídos em um determinado recurso de uma aeronave.

[0130] Em outras implementações, outros projetos de modo de comutação são utilizados, tais como arquiteturas de comutação única, por exemplo, Classe-E ou Classe-F. Em algumas implementações, tais arquiteturas podem ter implementações de frequência de comutação mais altas, onde um acionador de porta do lado alto pode ser tanto difícil quanto impraticável. Em algumas implementações, arquiteturas de comutação única podem ser usadas ao contrário de implementações de Classe-D conforme a frequência aumenta devido às limitações potenciais de implementações de Classe-D nessas frequências.

[0131] Em algumas implementações, técnicas de redução e eliminação de harmônicas podem ser empregadas com amplificadores de modo de comutação para mitigar quaisquer efeitos negativos da distorção não linear inerente a algumas arquiteturas de comutação. Por exemplo, alterar o ciclo de trabalho da forma de onda de base, os pulsos de apagamento e outras técnicas podem ser usadas para remover harmônicas durante a geração do sinal.

[0132] Em algumas implementações, o ACG inclui transistores, incluindo MOSFETs de silício. Em algumas implementações, os transistores são MOSFETs de nitreto de gálio (GaN). Em certas implementações, os transistores GaN têm propriedades vantajosas, tais como: resistência de ativação, carga de porta de ativação e carga de recuperação reversa. Em algumas implementações, GaN é adequado para frequências mais altas.

[0133] Em algumas implementações, o TSP inclui adicionalmente um estágio de conversão de baixa energia (“LPC”), tal como um regulador linear, para extrair energia das fontes de energia existentes e convertê-la em um sinal de entrada de energia adequado para os elementos que conduzem o ACG, tal como como acionadores de porta ou osciladores de cristal. A Figura 10C é um diagrama esquemático de um exemplo de subunidade ACG 1050, incluindo um amplificador classe D 1010 com transistores MOSFETs duplos, um oscilador de quartzo com temperatura controlada (“TCXO”) 1020, um acionador de porta 1030 e um LPC 1050.

[0134] Em algumas implementações, a Subunidade de Geração AC está localizada próxima da área alvo. Uma possível vantagem desse projeto está na limitação das perdas e emissões que acontecem ao transportar correntes alternadas da subunidade de geração CA através da rede de ajuste para a área alvo. Em algumas implementações, a subunidade TSP pode estar localizada próxima da unidade de geração de CA ou próxima da fonte de energia existente ou bateria personalizada. Quando o TSP está mais próximo do ACG, ele pode ser integrado ao ACG, reduzindo potencialmente o número de módulos no sistema e sua complexidade. Quando o TSP está mais próximo da fonte de energia existente ou da bateria personalizada, ele pode ser concebido para melhorar a transferência de energia (inclusive para maior eficiência e EMI reduzido) da fonte de energia ou bateria para o ACG. Por exemplo, quando a fonte de energia existente fornece energia na forma de uma tensão de 400 Hz, 115 VCA, o TSP pode incluir um conversor CA-CC, convertendo a tensão da fonte de energia em 250 VCC, reduzindo assim o EMI que seria causada pela corrente CA, e aumentar a eficiência aumentando a tensão e reduzindo a corrente transportada do TSP para o ACG.

[0135] Em algumas implementações, a subunidade de controle controla o status da unidade transformadora de sinal, incluindo o modo ligado/desligado, saída de energia, frequência e outros parâmetros, com base em entradas de dados relevantes disponíveis na aplicação para o qual o dispositivo (sistema de aquecimento) é desenvolvido e enviando sinais de controle para outras subunidades de transformação de sinal, incluindo o TSP, bem como os acionadores do ACG. No exemplo de um sistema de aquecimento de degelo e antigelo para aeronave, em algumas implementações, as entradas de dados podem incluir a entrada do piloto manual a partir de um comutador de cabine, temperatura dos sensores de temperatura dentro e fora da fuselagem, status de peso sobre as rodas de um squat switch, várias unidades lógicas de aeronave, informações a partir da aviônica, informações de feedback a partir do próprio dispositivo (sistema de aquecimento), bem como outros dados. Em algumas implementações, uma subunidade de controle inclui um supervisor de microcontrolador alimentado com estágio de conversão de baixa potência (LPC), tal como um regulador linear, extraindo energia das fontes de energia existentes e convertendo-a em um sinal de entrada de energia adequado e emitindo sinais de controle ao TSP e ao ACG. A Figura 11 é um diagrama esquemático de um exemplo de subunidade de controle 1100, incluindo um microcontrolador 1110 e um estágio de conversão de baixa potência (LPC) 1120.

[0136] Em algumas implementações, por exemplo, no caso de um sistema de aquecimento de degelo adaptado para uma aeronave, a unidade transformadora de sinal pode ser instalada próxima dos barramentos elétricos disponíveis, em um local centralizado. Isso pode reduzir a complexidade da instalação, o tempo de trabalho e os custos para a unidade. Em algumas implementações, a unidade de transformação de sinal é descentralizada e instalada mais próxima das áreas alvo. Isso pode reduzir o comprimento ao longo do qual o sinal CA tem que trafegar entre uma unidade transformadora de sinal e as áreas alvo diminuindo, potencialmente, os custos associados com a blindagem de interferências eletromagnéticas (“EMI”) do sinal e com os requisitos de cabo para transportar tal sinal CA.

[0137] Em algumas implementações, o sistema de aquecimento tem uma rede de ajuste de impedância (“IAN”) configurada para ajustar a impedância de saída do sistema de aquecimento para os níveis desejados. Por exemplo, uma IAN pode ser configurada para ajustar a impedância de saída do sistema de aquecimento para corresponder à impedância de entrada do meio aparente a ser aquecido. Por exemplo, uma IAN pode ser configurada para ajustar as impedâncias entre a saída do sistema de aquecimento e a entrada do meio aparente para estarem dentro de uma faixa desejada uma da outra. Em algumas implementações, a rede de ajuste de impedância é configurada para ajustar a impedância de saída do sistema de aquecimento para corresponder suficientemente à impedância do meio aparente. Em outras palavras, a rede correspondente é configurada para combinar a impedância de saída da STU (“fonte”) com a impedância das áreas alvo (“carga”) dentro de tolerâncias de engenharia razoáveis. Em algumas implementações, a combinação da fonte e das impedâncias de carga inclui o ajuste da impedância da fonte do sistema de aquecimento para ser um conjugado complexo da impedância do meio aparente. Em algumas implementações, a rede de ajuste de impedância é ajustada de modo que uma impedância de saída do sistema de aquecimento esteja dentro de 10 a 30% da impedância do meio aparente a ser aquecido.

[0138] A Figura 12 é um diagrama conceitual de uma rede de ajuste 1200 entre uma fonte 1210 e uma carga 1220. A Figura 12 mostra a rede de ajuste recebendo energia de entrada da STU (“fonte”) por meio de uma porta de entrada de impedância ajustada para a saída da STU, e a energia emitida para as áreas alvo (“carga”) através de uma porta de saída que é ajustada para impedância para corresponder às áreas alvo.

[0139] Em geral, com um sinal CA, quando a impedância de saída de uma fonte não corresponde à impedância da carga, parte do sinal enviado da fonte para a carga reflete de volta para a fonte ao contrário de trafegar através da carga. Em algumas implementações, uma rede de ajuste de impedância pode alcançar vários benefícios ao inibir a reflexão do sinal e o acúmulo de onda estacionária de tensão, incluindo: • Reduzindo a tensão além de riscos de aquecimento e arco voltaico • Melhorando a eficiência do sistema de aquecimento • Reduzindo a energia de saída total exigida do STU,

reduzindo, portanto, o tamanho, peso e custo do STU • Reduzindo a tensão nos componentes do sistema • Melhorando a confiabilidade • Reduzindo os gradientes de temperatura no cabeamento e no meio aparente.

[0140] Em algumas implementações, a impedância de saída da STU é maior do que a impedância das áreas alvo. Nesse caso, a rede de ajuste converte tensão relativamente alta e energia de baixa corrente da STU em tensão relativamente baixa e energia de alta corrente entregue às áreas alvo. Nas implementações, isso significa que a alta corrente é fornecida apenas após o ajuste da rede e, portanto, mais próxima do alvo, reduzindo as perdas Joule no resto do SGU e melhorando a eficiência geral do sistema de aquecimento.

[0141] Em várias implementações, a rede de ajuste pode ser tanto centralizada quanto distribuída em todas as áreas alvo. A distribuição da rede de ajuste pode permitir que o cabeamento sirva como um filtro enquanto diminui potencialmente a tensão de pico, a corrente de pico e/ou os efeitos da temperatura em qualquer componente. A distribuição pode também adicionar modularidade ao projeto do sistema, o que pode melhorar a capacidade de manutenção/substituição da peça. Além disso, a distribuição permite potencialmente que o sistema evite equipamentos sensíveis e/ou áreas perigosas, por exemplo tanques de combustível.

[0142] Adicionalmente, em algumas implementações, a rede de ajuste pode ser equilibrada incluindo componentes capacitivos adicionais e pontos médios de aterramento de simetria na rede. Quando acionado por uma fonte totalmente diferencial, o balanceamento da rede pode permitir alta rejeição de modo comum e maior imunidade ao ruído. Em algumas implementações, esse equilíbrio não é alcançado e o percurso de retorno da rede de ajuste termina no aterramento do circuito.

[0143] Geralmente, em algumas implementações, o ajuste das redes pode incluir componentes eletrônicos passivos dispostos em configurações em blocos de construção específicas. Por exemplo, àquelas configurações de blocos de construção podem incluir transformadores, redes L, redes π, redes T e outras configurações. As Figuras 13A-D são diagramas esquemáticos de blocos de construção de exemplos de rede de ajuste de impedância.

[0144] Em algumas implementações, a rede de ajuste do sistema de aquecimento inclui uma subunidade de ajuste passiva. A Figura 14 é um diagrama esquemático de um exemplo de unidade de rede de ajuste 1400, incluindo uma subunidade de ajuste passivo 1410. Em algumas implementações, a subunidade de ajuste passivo pode incluir uma ou mais das configurações de bloco de construção mencionadas acima, bem como outras configurações, montadas juntas. Em algumas implementações, os componentes eletrônicos passivos da subunidade de ajuste passivo são escolhidos com fatores de alta qualidade, de modo a melhorar a eficiência da rede.

[0145] Em algumas implementações, a rede de ajuste do sistema de aquecimento pode ser projetada para ter um fator de alta qualidade (alto-Q) ou fator de baixa qualidade (baixo-Q). As redes de ajuste de alto-Q podem ser usadas para descartar (“filter out”) o conteúdo do sinal harmônico. A filtragem pode ser vantajosa em um projeto de amplificador de comutação, pois o conteúdo harmônico pode ser maior do que para um amplificador linear. No entanto, redes alto-Q, podem ser mais sensíveis a tolerâncias das peças, variações operacionais em condições externas, variações de montagem e qualquer outra variação no sistema. Assim, os sistemas de alto-Q podem apresentar problemas práticos durante a implementação dos sistemas. Por exemplo, no caso de um sistema de degelo de asa de aeronave, se o sistema for Alto- Q, a rede de ajuste de impedância pode ficar muito fora de ajuste devido a pequenas pré-perturbações (por exemplo, um movimento de flap) causando risco de falha. Reduzindo o conteúdo harmônico fora da frequência do acionador fundamental pode ser vantajoso para a certificação regulatória, bem como para questões práticas de projeto, incluindo conter sinais parasitas dentro de um projeto, componentes de sobrecarga (tanto em classificações de pico ou tempo médio), instabilidades de algoritmo de controle, etc.. Em alguns casos, é possível aliviar ou até eliminar essas questões com a sensibilidade por meio do uso de elementos de ajuste dinâmico.

[0146] Em algumas implementações, o projeto de rede de ajuste do sistema de aquecimento pode ser baseado em conceitos de ajuste de linha de transmissão. Por exemplo, o cabeamento na entrada e/ou saída da rede de ajuste pode ser visto como parte da rede de ajuste. Em algumas implementações, ao escolher os materiais de cabo, fator de forma, dimensões e comprimento corretos, um ajuste de impedância apropriado pode ser alcançado.

[0147] Em algumas implementações, a rede de ajuste do sistema de aquecimento é uma rede de ajuste dinâmico incluindo uma subunidade de ajuste ativa e uma subunidade de controle. A Figura 15A é um diagrama esquemático de um exemplo de unidade de rede de ajuste 1500, incluindo uma subunidade de ajuste ativa 1510 e uma subunidade de controle

1520. Em algumas implementações, a subunidade de ajuste ativa inclui uma ou mais configurações de rede de ajuste controladas pelo controle subunidade. Em algumas implementações, os componentes eletrônicos passivos da subunidade de rede de ajuste ativo são escolhidos com fatores de alta qualidade, de modo a melhorar a eficiência da rede. Em algumas implementações, a subunidade de controle recebe dados de entrada do sinal enviado para e vindo das áreas alvo (tais como energia emitida, energia refletida ou relação de onda estacionária de tensão) e controla dinamicamente a subunidade de rede de ajuste ativa para ajustar o ajuste de impedância em tempo real. Por exemplo, tal controle pode ser alcançado por meio de elementos de ajuste incluídos no projeto da subunidade de rede de ajuste ativa. Por exemplo, os elementos de ajuste dinâmico podem incluir capacitores ajustáveis e/ou indutores ajustáveis. Além disso, exemplos de elementos ajustáveis incluem: Diodos PIN, capacitores BST, DTC (capacitores de ajuste separados), diodos varactor, MEMS, varactores Ferroelétricos, componentes Ferromagnéticos, filtros YIG ajustados, etc. Exemplo de métricas que podem ser considerados durante a avaliação de tais dispositivos incluem: faixa de frequência operacional, tensão CC de ajuste, linearidade do sinal de controle de ajuste, complexidade de controle, relação de ajuste de capacitância/indutância, velocidade de ajuste, fator de qualidade (Q), vida útil de comutação, custo de empacotamento, manuseio de energia, consumo de energia,

tensão de ruptura, linearidade, interceptação de pedido de terceiro (IP3), capacidade de integração, etc.

[0148] Em algumas implementações, o uso de uma unidade de controle com feedback entre as áreas alvo e a rede de ajuste pode permitir que a rede se adapte a quaisquer mudanças externas que possam impactar a impedância da área alvo ou a impedância de saída da STU, incluindo mudanças na temperatura, configuração geométrica das áreas alvo, localização do sistema de aquecimento, ambiente ao redor do sistema e das áreas alvo e outros parâmetros. Em algumas implementações, a rede de ajuste inclui, adicionalmente, um estágio de Conversão de Baixa Energia (“LPC”), tal como um regulador linear, extraindo energia das fontes de energia existentes e convertendo-a em um sinal de entrada de energia adequado para a subunidade de controle. A Figura 15B é um diagrama esquemático de um exemplo de unidade de rede de ajuste 1550, incluindo uma subunidade de ajuste ativa 1510, um estágio de conversão de baixa energia (“LPC”) 1560 e uma subunidade de controle 1520.

[0149] Em algumas implementações, medições de impedância especializadas podem ser realizadas nas áreas alvo para todas as configurações e condições ambientais cobrindo o espectro de possíveis situações durante o uso do sistema de aquecimento. Essas medições podem permitir o projeto de uma unidade de rede de ajuste dinâmico adaptada à faixa de impedância mais estreita que permite um ajuste de impedância adequado em todo o espectro das situações mencionadas acima. Em algumas implementações, tal projeto é realizado pelo uso de otimizações algorítmicas ou simulações de computador para aumentar a eficiência do sistema enquanto diminui o peso,

complexidade e custo da rede de ajuste.

[0150] Em algumas implementações, cabos especializados podem ser usados no sistema de aquecimento, especificamente projetados ou escolhidos em cada estágio para melhorar a eficiência e proteger o sinal de energia sendo transportado para as áreas alvo. A Figura 16 é um diagrama esquemático de estágios de cabo em um exemplo do sistema de aquecimento. Em várias implementações, os estágios de cabos no sistema de aquecimento podem ser personalizados, incluindo cabos entre as fontes de energia 1620 e o STU 1610 (Cabo de uma fase 1630), cabos no STU entre o TSP 1640 e as subunidades ACG 1650 (Cabo de duas fases 1660), cabos entre o STU 1610 e a rede de ajuste 1670 (Cabo de três fases 1680), bem como cabos entre a rede de ajuste 1670 e as áreas alvo 1690 (Cabo de quatro fases 1695).

[0151] Em geral, várias considerações de projeto podem ser relevantes no projeto de cabos especializados em todo o sistema de aquecimento. Em algumas implementações, as considerações térmicas podem ser relevantes. Por exemplo, em algumas implementações, o cabo conectando a rede de ajuste à área alvo (ou passando próximo da área alvo e retornando à rede de ajuste em alguns casos) é preso para permitir o aumento do fluxo térmico do cabo para a área alvo. Isso é vantajoso se parte do calor gerado pela corrente que passa pelos cabos (que de outra forma seria perdido) for recuperada e transferida para a área alvo, onde a intenção é gerar calor, melhorando a eficiência do sistema.

[0152] Em algumas implementações, os cabos podem ser direcionados próximos da área alvo usando fixadores. Para melhorar o contato térmico em tais casos, os materiais de interface térmica com condutividade térmica melhorada podem ser usados para preencher as distãncias entre a interface de área de alvo e fixador de cabo.

[0153] Em algumas implementações, os cabos são conectados diretamente à área alvo. Para melhorar o contato térmico em tais casos, um adesivo com maior condutividade térmica pode ser usado para prender o cabo à área de contato. Adicionalmente, os materiais de interface térmica com maior condutividade térmica podem ser usados para preencher alguns ou todos as distãncias restantes existentes entre o cabo e a área alvo.

[0154] Em algumas implementações, seções transversais de diferentes geometrias, bem como diferentes fatores de forma de cabo, podem ser usados, dependendo das unidades, áreas alvo ou fontes de energia que os cabos conectam. Em algumas implementações, o cabo inclui apenas um condutor principal, com ou sem uma capa de proteção (incluindo para isolamento elétrico e/ou proteção ambiental, por exemplo, corrosão, umidade, temperaturas extremas, atritos). Essa configuração pode ser vantajosa para partes do sistema que transportariam um sinal CC ou que entregariam um sinal à área alvo.

[0155] Em algumas implementações, o cabo é um cabo coaxial. O cabo coaxial pode incluir uma blindam que pode reduzir as emissões de EMI ao transportar um sinal CA, e pode proteger contra EMI em torno do sistema ao transportar qualquer sinal.

[0156] Em algumas implementações, o cabo é um cabo triaxial. Esta concepção pode ser benéfico para proteção e isolamento EMI ao transportar qualquer sinal e, mais particularmente, ao transportar sinal equilibrado, por exemplo, na saída de uma concretização equilibrada de uma unidade de rede de ajuste.

[0157] Em algumas implementações, o cabo é um cabo biaxial. Esta concepção pode ter benefícios semelhantes aos fornecidos por um cabo triaxial.

[0158] Em algumas implementações, diferentes geometrias da seção transversal de cabo podem ser usadas, dependendo das unidades, áreas alvo ou fontes de energia que os cabos conectam.

[0159] Em algumas implementações, a seção transversal do(s) condutor(es) do cabo tem uma geometria circular. Esta concepção tem a vantagem de ter um custo de fabricação relativamente baixo (custos de engenharia não recorrentes baixos) no caso de um fator de forma coaxial/triaxial/biaxial.

[0160] Em algumas implementações, a seção transversal do cabo é plana e/ou retangular. Por exemplo, esta seção transversal pode ser uma geometria de cabo vantajosa para o último estágio do sistema onde o cabo fornece corrente para a área alvo. Nesse estágio, uma forma retangular pode permitir um menor impacto da proximidade e efeitos de revestimento nas correntes circulando dentro do cabo, reduzindo assim as perdas e aumentando a eficiência do sistema. Adicionalmente, essa geometria pode reduzir a quantidade total de material condutivo necessário no cabo, reduzindo assim o peso do sistema, o que é uma consideração importante no caso de um sistema de degelo de aeronave.

[0161] Em algumas implementações, dependendo das correntes de entrada e saída específicas, e sinais transportados pelo cabo, bem como dependendo de sua geometria da seção transversal e outros fatores, o tamanho da seção transversal pode ser selecionado para limitar as temperaturas de operação a uma faixa especificada (por exemplo, para conformidade e dependendo dos materiais usados para fabricar o cabo), bem como para reduzir seu peso e tamanho.

[0162] Em algumas implementações, diferentes tipos de blindagem de cabo (e geometrias da seção transversal) serão usados dependendo das unidades, áreas alvo ou fontes de energia que os cabos conectam.

[0163] Em algumas implementações, o cabo não inclui nenhuma blindagem. Isso é mais provável de ser vantajoso em estágios onde a corrente CC é carregada (portanto, com requisitos de supressão de EMI mais baixos), e onde um percurso de retorno não precisa ser carregado (por exemplo, no estágio posterior do sistema em uma concretização onde a área alvo carrega a corrente de retorno e um cabo próximo alimenta a área alvo com essa corrente).

[0164] Em algumas implementações, uma blindagem única será usada. Isso é vantajoso, por exemplo, onde uma camada de blindagem é suficiente para fazer com que o cabo esteja em conformidade com os requisitos EMI/EMC, bem como outros requisitos ambientais.

[0165] Em algumas implementações, será usada blindagem dupla. Isso adiciona outra camada de blindagem que, por exemplo, pode reduzir ainda as emissões de EMI e reduzir a suscetibilidade de EMI do cabo.

[0166] Em algumas implementações, uma blindagem tripla ou mais será usada. Isso adiciona camadas adicionais de blindagem por motivos semelhantes aos acima.

[0167] Em algumas implementações, para uma determinada área alvo, os cabos que fornecem corrente para esta área podem seguir diferentes percursos possíveis.

[0168] Em algumas implementações, os cabos simplesmente seguem percursos quase retos de um lado da área alvo para outro. Em alguns casos, esses percursos podem ser paralelos. Em algumas implementações, os cabos podem passar pela área alvo diagonalmente, um cruzando o outro em vários locais sobre a área alvo. Isso poderia, por exemplo, ajudar a gerar calor mais uniforme em toda a superfície da área alvo e gerar pontos relativamente mais quentes em locais desejados onde os cabos se cruzam.

[0169] Em algumas implementações, os cabos percorrem um percurso do tipo ziguezague, um percurso em serpentina ou um percurso que pode ser modelado por curvas spline 2D. Esta concepção pode aumentar a efetividade do sistema ao alongar o percurso seguido por correntes que percorrem a área alvo, aumentando ainda mais sua resistência efetiva. Isso, por exemplo, pode ajudar a alcançar maior eficiência, menor corrente e ajuste de impedância mais estável com o sistema.

[0170] Em algumas implementações, os projetos de percurso de cabo são baseados em uma combinação das opções listadas acima, bem como outras.

[0171] Em algumas implementações, dependendo do projeto, estágio e finalidade do cabo, diferentes materiais podem ser usados em sua fabricação.

[0172] Dependendo da tensão local, corrente, temperatura, energia, raio de curvatura e requisitos de durabilidade, bem como outros critérios, os materiais condutivos dos cabos podem ser escolhidos para melhorar a eficiência, condutividade elétrica, peso, custo, tamanho e aspectos térmicos.

[0173] Em algumas implementações, o material condutivo é feito de cobre, prata, alumínio, composto de fibra de carbono, titânio ou uma liga do mesmo. Em algumas implementações, o condutor é feito de qualquer um dos materiais mencionados anteriormente e revestido com outros materiais, por exemplo, um revestimento de prata para melhorar a condutividade do revestimento do condutor.

[0174] Em algumas implementações, os condutores podem ser feitos de materiais sólidos ou trançados. Por exemplo, em algumas implementações, os fios podem ser isolados uns dos outros usando um revestimento isolante, tal como esmalte. Por exemplo, um fio Litz pode ser usado para reduzir o impacto do revestimento e os efeitos de proximidade dentro do cabo.

[0175] Em algumas implementações (por exemplo, para cabos coaxiais/triaxiais/biaxiais), dependendo da tensão local, corrente, temperatura, energia, raio de curvatura e requisitos de durabilidade, bem como outros critérios, os materiais dielétricos dos cabos podem ser escolhidos para aumentar a eficiência (por exemplo, reduzindo as perdas dielétricas), peso, custo, flexibilidade, tolerância de tensão máxima, tolerância de energia máxima, classificação de temperatura (por tolerar temperaturas mais altas e/ou ter uma capacidade de calor mais alta e/ou perdas dielétricas mais baixas e/ou melhor condução de calor fora do cabo).

[0176] Em algumas implementações, onde o ajuste da linha de transmissão é usado na unidade de rede de ajuste, os cabos relevantes podem usar materiais dielétricos também escolhidos para atingir os níveis de impedância desejados. Os exemplos de materiais incluem polietileno e materiais à base de teflon, bem como outros materiais.

[0177] Em algumas implementações, dependendo da tensão local, corrente, temperatura, energia, raio de curvatura e requisitos de durabilidade, bem como outros critérios, os materiais da capa dos cabos serão escolhidos para melhorar parâmetros, tais como peso, custo, flexibilidade, tolerância de tensão máxima, classificação de temperatura e condução de calor para dissipadores de calor próximos (por exemplo, para a área alvo quando é usado como um dissipador de calor).

[0178] Em algumas implementações, no caso onde o ajuste da linha de transmissão é usado como parte da rede de ajuste, o comprimento do cabo usado para o ajuste da impedância pode ser controlado, além de seu dielétrico, a fim de atingir um nível de impedância alvo. Por exemplo, o cabo que fornece corrente para a área alvo é usado como parte de um sistema de ajuste de linha de transmissão e comprimento extra é adicionado para ajuste de impedância e enrolado localmente para ocupar uma quantidade menor de espaço.

[0179] Em algumas implementações, técnicas de fixação específicas podem ser usadas para direcionar os cabos através da estrutura do sistema. Essas técnicas podem ser escolhidas para melhorar o custo e o tempo de instalação, o peso do sistema (reduzindo o comprimento do fio necessário e o peso da técnica de fixação), bem como para melhorar os efeitos eletromagnéticos desejados e a transferência de calor para cabos próximos à área alvo.

[0180] Em algumas implementações, o fixador é escolhido para reduzir a distância entre o cabo que fornece energia para a área alvo e a área alvo. Esta concepção pode gerar o efeito proximidade de forma mais intensa. Em algumas implementações, projetos de fixadores de cabo convencionais podem ser escolhidos para uma baixa distância de área alvo- cabo.

[0181] Em algumas implementações, os fixadores também serão usados para aumentar a condução de calor dos cabos para a área alvo.

[0182] Em algumas implementações, os materiais de fixação são escolhidos para menor peso e custo do sistema. Isso pode ser obtido usando materiais compostos, por exemplo. Em algumas implementações, onde fixadores também são usados para conduzir calor para a área alvo, os materiais também serão escolhidos para aumentar a condutividade térmica (materiais metálicos, por exemplo, normalmente têm uma condutividade térmica relativamente alta).

[0183] Em algumas implementações, os adesivos usados para prender os fixadores em suas áreas de colagem são escolhidos para aumentar a resistência e garantir a colagem de longo prazo à área alvo. A resistência do adesivo é vantajosa no caso onde a área de colagem é relativamente pequena e onde restrições mecânicas criadas na área de colagem são relativamente fortes. Adicionalmente, em algumas implementações onde os fixadores são usados para conduzir calor do cabo para uma área alvo, o adesivo também é escolhido para aumentar a condutividade térmica.

[0184] Finalmente, em algumas implementações onde os fixadores são usados para conduzir calor do cabo para uma área alvo, as distâncias na área entre o cabo, os fixadores, e a área alvo são preenchidos usando um material de interface térmica que é suficientemente condutivo termicamente para garantir o fluxo melhorado de calor do cabo para a área alvo.

[0185] Em algumas implementações, os cabos são diretamente fixados às estruturas circundantes, tais como o meio aparente usando um adesivo, permitindo uma melhor transferência de calor do cabo para a estrutura à qual está fixado. Os adesivos são selecionados com base em critérios semelhantes aos critérios usados para os fixadores.

[0186] Em algumas implementações, os projetos de montagem de cabo incluem a divisão de um determinado percurso de cabo em um conjunto de duas ou mais ramificações separadas. Isso é, por exemplo, útil em implementações onde uma rede de ajuste envia corrente para um conjunto de várias áreas alvo. Em tais implementações, um cabo pode ser a única saída da rede de ajuste e, à medida que é direcionado para as áreas alvo, o cabo pode se dividir em ramificações separadas, cada uma provendo correntes às áreas alvo. Em algumas implementações, tal divisão pode ser obtida dividindo um determinado fio condutor em vários outros menores, enviando um subconjunto de fios para cada uma das ramificações separadas quando o cabo dividido tem um condutor trançado, ou pelo uso de um divisor de energia. O divisor de energia pode ser útil para controlar a quantidade de corrente, tensão e energia que vai para cada uma das ramificações que o cabo é dividido.

[0187] Da mesma forma, em algumas implementações, dois ou mais cabos podem se mesclar em um número menor de cabos que acumulam os sinais vindos de todos os cabos mesclados. Tal mescla pode ser alcançada pela fusão de determinados fios condutores em outros, pelo reagrupamento de diferentes subconjuntos de fios em novos cabos trançados ou pelo uso de um combinador de energia (por exemplo, o mesmo dispositivo como um divisor de energia, mas usado ao contrário). O combinador de energia pode ser útil para controlar a quantidade de corrente, tensão e energia que vai para cada uma das ramificações que os cabos estão mesclados.

[0188] Em algumas implementações, cada estágio de cabo no sistema de aquecimento tem considerações de projeto de cabo exclusivas.

[0189] Em algumas implementações, cabo de uma fase é escolhido para permitir a transferência eficiente de energia das fontes de energia para a subunidade TSP. Em algumas implementações, onde as fontes de energia emitem corrente elétrica CC, o cabo de uma fase inclui cobre trançado isolado com um material adaptado e de uma bitola equivalente total adequada para a energia, tensão e corrente transportadas para a subunidade TSP. Em algumas implementações, onde as fontes de energia emitem um sinal de 400 Hz, 115 VCA, o cabo de uma fase inclui cobre trançado e entrelaçado, isolado com um material adaptado, e de uma bitola equivalente total adequada para a energia, tensão e corrente transportada para a subunidade TSP.

[0190] Em algumas implementações, cabo de duas fases é escolhido para permitir a transferência de energia eficiente do TSP para as subunidades ACG. Em algumas implementações, onde o TSP produz energia na forma de um sinal de 250 VCC, o cabo de duas fases inclui cobre trançado isolado com um material adaptado, e de uma bitola equivalente total adequada para a energia, tensão e corrente transportada para a subunidade TSP.

[0191] Em algumas implementações, cabo de três fases é escolhido e personalizado para permitir a transferência eficiente do sinal de energia CA de alta frequência da saída do STU para a rede de ajuste. Por exemplo, este cabo pode ser projetado para reduzir as perdas resistivas e eletromagnéticas causadas pela alta frequência do sinal, bem como para ser blindado de interferências externas que podem alterar a integridade do sinal e para evitar vazamento de sinal do cabo que poderia impactar o equipamento e materiais ao redor. Em algumas implementações, o cabo de três fases é uma linha de transmissão de alta potência e alta frequência na forma de um cabo coaxial personalizado. Em algumas implementações, o cabo coaxial inclui um condutor central que transporta o sinal de entrada da rede de ajuste e é feito de cobre trançado com um diâmetro externo grande o suficiente para transportar a energia com perdas resistivas reduzidas, um material dielétrico em torno do núcleo escolhido para aumentar o isolamento elétrico e para sustentar faixas de alta tensão e temperatura, um condutor blindado provendo o percurso de retorno do sinal para o ACG feito de cobre trançado e entrelaçado com uma bitola equivalente grande o suficiente para transportar a energia com perdas resistivas reduzidas, um primeiro revestimento isolando a blindagem condutiva escolhida para sustentar faixas de alta tensão e temperatura, uma blindagem externa semelhante à blindagem condutiva, mas não transportando correntes diretamente e usada para blindar o cabo de interferências externas e evitar vazamentos e, finalmente, um segundo revestimento semelhante ao primeiro revestimento e isolando a blindagem externa.

[0192] Em algumas implementações, cabo de quadro estágios é escolhido e personalizado para permitir a transferência eficiente do sinal de energia CA de alta corrente e alta frequência da rede de ajuste para as áreas alvo. Em algumas implementações, este cabo é projetado para ajustar a impedância entre a rede de ajuste e as áreas alvo, para reduzir as perdas resistivas e eletromagnéticas causadas pela alta frequência do sinal, bem como para ser blindado de interferências externas que podem alterar a integridade do sinal e evitar o vazamento de sinal do cabo que poderia impactar equipamento e materiais ao redor. Em algumas implementações, o cabo de quatro fases é uma linha de transmissão de alta corrente, alta frequência e alta energia na forma de um cabo coaxial personalizado, semelhante à concretização descrita acima para o cabo de três fases, exceto com bitolas e diâmetros de condutores maiores e com revestimentos de prata adicionais dos mesmos condutores, a fim de melhorar o desempenho de alta corrente e reduzir ainda mais as perdas resistivas. Em algumas implementações, o cabo de quatro fases é adicionalmente customizado com base no projeto do fio Litz. O objetivo de tal projeto é reduzir as perdas devido à proximidade e efeitos do revestimento nos cabos, fabricando os condutores com fios fora da profundidade de revestimento mais fina individualmente isolados (por exemplo, usando um revestimento de esmalte) e, de forma perfeita e simétrica, torcidos ou entrelaçados.

[0193] Em geral, os eletrodos incluem o material através do qual a corrente entrará e sairá da área alvo do meio aparente. Em algumas implementações, um conector será usado para conectar os eletrodos ao meio aparente. O conector se refere a um acessório de fixação que conecta os eletrodos ao meio aparente. Em algumas implementações, os eletrodos e conectores são projetados para reduzir a resistência de contato entre os eletrodos e o meio aparente. Dito de outra forma, os eletrodos são projetados para suavizar a diferença de potencial que ocorre na área alvo, para um determinado percurso de retorno. Se essa resistência de contato for maior do que a resistência da área alvo entre os dois eletrodos, mais aquecimento ocorrerá nos pontos de contato do que ao longo da área alvo, tudo o mais igual, reduzindo a eficiência de aquecimento do sistema de aquecimento. Em algumas implementações, por razões semelhantes, os eletrodos e conectores são projetados para reduzir a resistência de contato entre os eletrodos e os fios (ou cabos) do sistema de aquecimento. Em algumas implementações, os eletrodos e conectores também serão projetados para reduzir as perdas eletromagnéticas (por exemplo, radiação eletromagnética).

[0194] Em algumas implementações, as considerações de projeto de eletrodo para atingir um ou mais dos objetivos acima incluem (1) selecionar um material de eletrodo que tenha alta condutividade e (2) aumentar a área de contato “real” entre os eletrodos e o meio aparente, e entre os eletrodos e os fios. A área de contato “real” refere-se aos contatos intermetálicos minúsculos, ou intermaterial, através dos quais a corrente flui de um material para outro, muitas vezes referido como “a-spots”. Em algumas implementações, os conectores também serão projetados para atingir esses objetivos.

[0195] Em algumas implementações, o material dos eletrodos pode incluir prata, cobre, alumínio, compósito de fibra de carbono, titânio ou uma liga dos mesmos.

[0196] Em algumas implementações, os eletrodos são uma parte dos cabos usados para transmitir corrente para o meio aparente.

[0197] Em algumas implementações, a geometria dos eletrodos é projetada para ser adequada a uma área alvo específica e/ou para reduzir a resistência de contato entre os eletrodos e o meio aparente e/ou para reduzir as perdas eletromagnéticas.

[0198] Em algumas implementações, os eletrodos são circulares.

[0199] Em algumas implementações, os eletrodos têm a forma da extremidade dos cabos usados para transmitir corrente para o meio aparente.

[0200] Em algumas implementações, eletrodos de linha (por exemplo, eletrodos retangulares nos quais o comprimento é maior do que a largura) são usados.

[0201] Em algumas implementações, eletrodos na forma de curvas spline 2D com uma pequena espessura (na terceira dimensão espacial) são usados.

[0202] Em algumas implementações, o condutor do cabo pode ser conectado à área alvo sendo ensanduichado entre uma placa de conector e a área alvo. Por exemplo, uma parte da lateral da placa do conector em contato com a área alvo pode ser fresada. O condutor do cabo que esta conexão liga à área alvo pode ser colocado nesta parte fresada. Esta configuração pode permitir a fixação ou aderência da placa do conector do eletrodo com o condutor do cabo por baixo e sem ter que dobrar a conexão para garantir a ligação adequada com a área alvo.

[0203] Em geral, várias implementações e considerações de projeto para eletrodos e conectores são contempladas.

[0204] A Figura 17 é uma fotografia de um exemplo de eletrodo de pino circular 1700 para um sistema de aquecimento

100. O eletrodo inclui um pino de aterramento circular acoplado a um disco 1710 feito de um material condutivo (por exemplo, alumínio), no qual um material condutivo roscado 1720 (por exemplo, alumínio) é montado.

[0205] Em algumas implementações, o condutor do cabo que está conectado à área alvo, embora o eletrodo 1700 seja enrolado em torno do material condutivo rosqueado 1720, assentado, de forma plana, e cobrindo uma parte significativa da área de superfície tanto do material condutivo rosqueado quanto do disco. Em algumas implementações, uma porca e arruela podem ser usadas no material roscado 1720 para pressionar o condutor contra o disco 1710, garantindo maior área de contato e menor resistência de contato.

[0206] Em algumas implementações, as distâncias entre a arruela, o cabo e o disco 1710 são preenchidas com um material de interface térmica eletricamente e/ou termicamente condutivo, garantindo condutividade de calor e/ou corrente melhorada do cabo para o pino 1700.

[0207] Em algumas implementações, o eletrodo de pino circular 1700 é fixado à área alvo usando um adesivo escolhido especificamente que é tanto suficientemente eletricamente e termicamente condutivo para conduzir o calor e o sinal elétrico do cabo para a área alvo. Em algumas implementações, o adesivo também é suficientemente forte para suportar o torque criado pela porca e arruela.

[0208] Em algumas implementações, o conector é um acessório em forma de U anexado ao meio aparente e eletrodos de tal maneira que uma resistência à compressão significativa seja aplicada entre o eletrodo e o meio aparente.

[0209] Em algumas implementações, os materiais do eletrodo e do conector podem ser escolhidos para reduzir seu peso. Em algumas implementações, o material do eletrodo é escolhido para melhorar a condução elétrica e/ou térmica através do material, além de reduzir seu peso. A condução melhorada pode ser vantajosa para projetos de eletrodo onde a corrente fluindo do cabo para a área alvo passa através do eletrodo (por exemplo, pino circular, projeto de uma placa).

[0210] Em algumas implementações, gabinetes específicos são incluídos como parte do projeto do conector e eletrodo. Por exemplo, tais gabinetes podem ser escolhidos para qualificação ambiental, incluindo critérios como alívio térmico e/ou isolamento, isolamento elétrico, blindagem EMI, proteção contra corrosão, resistência a vibração e choque, durabilidade, proteção contra contaminação externa e precipitações.

[0211] Em geral, várias configurações de adesão (e combinações das mesmas) entre os eletrodos e/ou conectores e o meio aparente são contempladas. Em algumas implementações, as configurações reduzem a resistência de contato entre os eletrodos e o meio aparente e/ou reduzem as perdas eletromagnéticas.

[0212] Em algumas implementações, os eletrodos são conectados ao meio aparente usando uma junta soldada. A Figura 18A é um exemplo de esquema de conexão de junta soldada 1800 entre um eletrodo 1802 e a área alvo do meio aparente 102, que faz parte do meio aparente maior 1806. Um material de brasagem é usado para criar a junta de brasagem

1804. Por exemplo, um metal de adição de brasagem de temperatura baixa (por exemplo, AL 802) pode ser usado para soldar os eletrodos na área alvo para criar um contato de baixa resistência. Em algumas implementações, a fim de mitigar a oxidação (a formação de uma camada de óxido de alumínio no local de brasagem), os metais de adição serão revestidos com fluxo. O fluxo é um material que em altas temperaturas dissolve óxidos e evita que a superfície se oxide novamente até que o metal de adição umedeça a superfície.

[0213] Em algumas implementações, os eletrodos e a área alvo são revestidos juntos sob pressão e temperatura. Por exemplo, em algumas implementações, uma força compressiva entre os eletrodos e a área alvo é aplicada. Sem desejar ser limitado pela teoria, a força compressiva pode reduzir a resistência de contato entre os eletrodos e o meio aparente de acordo com a equação abaixo: onde ρ é a resistividade elétrica dos materiais de contato, H é a Dureza Vickers das superfícies de contato mais macias e F é a força compressiva ou de contato.

[0214] Em algumas implementações, a força compressiva pode ser aplicada para conectar os eletrodos e o meio aparente usando um conector prendedor mecânico. A Figura 18B é um exemplo do esquema de uma configuração de fixação 1820 entre o eletrodo 1802 e a área alvo 102, que faz parte do meio aparente maior 1806. Rebites sólidos 1822 são usados para aplicar força compressiva para conectar o eletrodo à área alvo.

[0215] Em algumas implementações, a força compressiva pode ser aplicada usando fita a vácuo ou um objeto semelhante que pode vedar o ar da conexão entre os eletrodos e a área alvo. A Figura 18C é um exemplo do esquema de configuração de fixação 1840, entre o eletrodo 1802 e a área alvo 102, que faz parte do meio aparente maior 1806. A fita de vedação de ar 1842 é usada para conectar o eletrodo e a área alvo. Depois que a vedação de ar é concluída, um dispositivo de sucção pode ser usado para criar um vácuo entre os eletrodos e a área alvo, trazendo assim os dois juntos e gerando uma força compressiva.

[0216] Em algumas implementações, a força compressiva pode ser aplicada usando grampos ensanduichando o eletrodo e a área alvo e aumentando a pressão em sua interface, por exemplo, com grampos C.

[0217] Em algumas implementações, a força compressiva pode ser aplicada usando ímãs ou superfícies magnetizadas. Em algumas implementações, tanto uma face do eletrodo quanto uma face da área alvo é magnetizada, permitindo uma força atrativa entre os ímãs e o eletrodo e/ou área de contato, o que resulta na força compressiva desejada. Em algumas implementações, dois ou mais ímãs são usados, e o eletrodo e a área alvo são ensanduichados entre eles, permitindo uma força atrativa entre os ímãs, o que resulta na força compressiva desejada. Em algumas implementações, tanto uma face do eletrodo quanto uma face da área alvo são magnetizadas, permitindo uma força atrativa entre o eletrodo e a área alvo, o que resulta na força compressiva desejada.

[0218] Em algumas implementações, a força compressiva é aplicada por um conector de fixação de compressão externo ou interno que adere a uma superfície sobre ou próxima da área alvo e converte a resistência adesiva em uma força de compressão desejada. Em algumas implementações, adesivos (por exemplo, adesivos de cura) podem ser usados em conjunto com os conectores de fixação.

[0219] Em algumas implementações, os eletrodos podem ser embutidos, de forma parcial ou total, no meio aparente, usando um dos métodos acima mencionados ou uma técnica alternativa.

[0220] Em algumas implementações, um material condutivo (por exemplo, grafeno) é colocado entre os eletrodos e a área alvo.

[0221] Em algumas implementações, o material do conector usado para conectar o eletrodo à área alvo é um adesivo escolhido para maior resistência, garantindo uma ligação de longo prazo à área alvo. A resistência do adesivo pode ser vantajosa no caso onde a área de ligação é relativamente pequena e onde as restrições mecânicas criadas na área de ligação são relativamente fortes (por exemplo, no caso do eletrodo de pino em forma de U). Em uma concretização, quando o eletrodo precisa permanecer em uma posição fixa para curar o adesivo após ser aplicado, acessórios internos ou externos/descartáveis usando adesivos e força mecânica podem ser usados para manter o eletrodo no lugar.

[0222] Em algumas implementações, o material do conector usado para conectar o eletrodo à área alvo também é escolhido para maior condutividade térmica e/ou elétrica para garantir fluxo de corrente e calor melhorado do cabo para a área alvo. Por exemplo, a condutividade mais alta pode ser uma consideração onde o eletrodo usado é fixado de modo que o adesivo esteja no percurso da corrente elétrica perpercorrendo a partir do cabo/eletrodo para a área alvo

(por exemplo, com o eletrodo de pino circular e o eletrodo de projeto de placa única). Para esse fim, em algumas implementações, nanomateriais (por exemplo, CNT) são colocados entre os eletrodos e o meio aparente. Em algumas implementações, a superfície dos eletrodos e o parte da superfície do meio aparente que será colocada em contato com os eletrodos (por exemplo, área alvo) pode ser manipulada a fim de aumentar a área de contato “real” entre eles.

[0223] Em algumas implementações, e em combinação com as implementações acima mencionadas, bem como outras implementações, o conector, os eletrodos e parte da área alvo são revestidos com um material que reduz ou elimina as perdas eletromagnéticas.

[0224] Em algumas implementações, qualquer combinação dos métodos mencionados acima é usada com qualquer concretização de eletrodo e conector. Por exemplo, a Figura 18D é um esquema de um exemplo de anexo combinatório 1860 entre o eletrodo 1802 e a área alvo 102 do meio aparente 1806. O anexo inclui uma junta soldada 1804 e rebites sólidos 1822.

[0225] Em algumas implementações, nenhum conector/cabo pode ser necessário para o sistema, uma vez que nenhum contato físico é necessário para a corrente desejada a ser gerada. Nesse caso, em algumas implementações, o percurso de retorno do sinal pode ser uma parte adicional do fio percorrendo de volta para a rede de ajuste.

[0226] As implementações do sistema de aquecimento aqui descrito podem ser usadas como um dispositivo de degelo/antigelo para derreter o gelo da superfície de uma aeronave aplicando corrente CA de alta frequência a uma área alvo do revestimento/fuselagem do avião (por exemplo, para produzir aquecimento Joule). O calor gerado na área alvo da fuselagem é conduzido para a superfície da fuselagem e realiza a convecção através da interface da gelo-fuselagem no gelo. Em algumas implementações, o gelo se derrete completamente. Em algumas implementações, uma parte do gelo (uma camada diretamente em contato com a fuselagem) se derrete, criando uma camada de água entre o gelo e a fuselagem, permitindo que o gelo escorregue para fora ou seja removido mecanicamente da fuselagem. Em algumas implementações, o aquecimento ocorre antes da presença de gelo, evitando sua formação.

[0227] Em algumas implementações, após o derretimento do gelo, a corrente CA de alta frequência continua a ser aplicada para manter a geração de aquecimento Joule dentro da fuselagem, o qual se transfere para qualquer água formada/remanescente na superfície usando condução e convecção.

[0228] As Figuras 19-32 fornecem exemplos de conjuntos para transportar e fornecer energia eletromagnética para sistemas de aquecimento do meio aparente. Os conjuntos (referidos neste documento como “tiras de acoplamento”) são configurados para funcionar de forma semelhante às linhas de transmissão em combinação com um meio condutivo aparente ao qual estão fixadas. Por exemplo, em algumas implementações, o projeto das tiras de acoplamento faz com que o próprio meio aparente conduza corrente de uma maneira semelhante à corrente que trafega através de uma linha de transmissão. As tiras de acoplamento podem acoplar eletromagneticamente sinais AC a partir das linhas para a meio aparente, gerando assim os sinais de corrente correspondentes dentro do meio aparente. Assim, com efeito, pode-se dizer que a concepção da tira de acoplamento faz com que o meio aparente (em combinação com a tira de acoplamento) opere como uma linha de transmissão também ou, alternativamente, faz com que o meio aparente e as tiras de acoplamento formem juntos um sistema que se comporta como uma linha de transmissão e pode ser analisado e projetado como tal.

[0229] Por exemplo, como discutido acima, as implementações da presente divulgação podem ser configuradas para produzir aquecimento em um meio aparente, manipulando mecanismos para moldar (por exemplo, restrição, alongamento, etc.) a corrente dentro de um meio condutivo (por exemplo, meio aparente, condutor): por exemplo, usando o efeito cobertura e o efeito proximidade. Ambos os efeitos dependem do funcionamento de uma corrente CA de alta frequência através do meio condutivo que será aquecido. O efeito cobertura restringe o fluxo de corrente aproveitando a tendência de uma corrente elétrica alternada (“CA”) se tornar distribuída dentro de um condutor de modo que a densidade da corrente seja maior próxima da superfície do condutor e diminua com maiores profundidades no condutor. O efeito proximidade pode ser usado para restringir ainda mais o fluxo de corrente no condutor, colocando outro percurso de corrente CA próximo da corrente existente fluindo no condutor. O efeito proximidade pode também atuar para alongar o percurso de corrente. As tiras de acoplamento podem ser usadas para produzir e controlar tais efeitos, além dos sistemas e processos discutidos acima. Por exemplo, as tiras de acoplamento podem ser usadas com os vários sistemas de controle de energia descritos acima.

[0230] A Figura 19 é uma vista em corte transversal de um exemplo da tira de acoplamento 1900. A tira de acoplamento 1900 pode ser usada para prover sinais de corrente de alta frequência para um meio aparente, tal como um cobertura de aeronave 1902 para aquecer o meio aparente. A tira de acoplamento 1900 tem uma estrutura de múltiplas camadas que inclui uma primeira camada dielétrica 1908 sobre o meio aparente 1902, uma camada condutiva 1904 sobre a primeira camada dielétrica 1908, uma segunda camada dielétrica 1908 sobre a camada condutiva 1904 e uma camada de blindagem condutiva 1906 sobre a segunda camada dielétrica 1908.

[0231] A primeira camada dielétrica 1908 tem uma espessura D1. A camada condutiva 1904 tem uma espessura D2. A segunda camada dielétrica 1908 tem uma espessura D3. A camada de blindagem condutiva 1906 tem uma espessura D4. A espessura total da tira de acoplamento 1900 é D5. A camada condutiva 1904 pode ser feita a partir de materiais condutivos, incluindo, mas não se limitando a, cobre, ligas de cobre (por exemplo, latão ou bronze), prata, ligas de prata, alumínio, ligas de alumínio, titânio, ligas de titânio, cromo, níquel, ligas de níquel, ligas à base de cobalto, aço resistente à corrosão, grafite ou uma combinação dos mesmos. A camada de blindagem condutiva 1906 pode ser feita a partir de materiais condutivos, incluindo, mas não se limitando a, cobre, ligas de cobre (por exemplo, latão ou bronze), prata, ligas de prata, alumínio, ligas de alumínio, titânio, ligas de titânio, cromo, níquel, níquel ligas, ligas à base de cobalto, aço resistente à corrosão, grafite ou uma combinação dos mesmos. Em algumas implementações, a camada de blindagem condutiva 1906 pode ser formada como uma folha de metal (por exemplo, folha de cobre ou folha de alumínio) ou como uma camada de metal tecida. As camadas dielétricas 1908 podem ser feitas a partir de materiais dielétricos incluindo, mas não se limitando a, Kapton, mylar, Tereftalato de Polietileno (PET), Politetrafluoroetileno (PTFE), borracha ou uma combinação dos mesmos.

[0232] Em algumas implementações, a tira de acoplamento 1900 inclui uma camada protetiva sobre a camada de blindagem condutiva. Por exemplo, a camada protetiva pode incluir, mas não está limitada a uma ou mais camadas de poliuretano, polifluoreto, tinta, película de substituição de tinta, selante, ou uma combinação dos mesmos.

[0233] Conforme ilustrado na Figura 20, as tiras de acoplamento 1900 podem ser dispostas na superfície de um meio aparente, tal como um cobertura de aeronave 2000 (por exemplo, uma asa), para fornecer corrente elétrica ao meio aparente e aquecer o meio aparente, gerando e moldando um fluxo de corrente dentro do meio aparente. As tiras de acoplamento 1900 se estendem ao longo da superfície do revestimento da aeronave 2000 e estão uma espaçada da outra. Em algumas implementações, uma ou mais tiras de acoplamento 1900 incluem uma terminação de curto-circuito que acopla, de forma condutiva, pelo menos uma parte de uma tira de acoplamento (por exemplo, a camada condutiva 1904) ao meio aparente 1902. Por exemplo, uma tira de acoplamento 1900 pode terminar com um eletrodo, tal como àqueles discutidos acima, para formar um circuito fechado (por exemplo, um curto- circuito) entre a camada condutiva 1904, nele contido, e o meio aparente 1902. A terminação da tira de acoplamento 1900 é a extremidade afastada da tira oposta à extremidade a qual a corrente é fornecida (por exemplo, oposta à extremidade de entrada de energia). Em algumas implementações, uma ou mais tiras de acoplamento 1900 terminam em um circuito aberto. Uma terminação de circuito aberto significa que a extremidade final da tira de acoplamento 1900 é deixada como um circuito aberto; não sendo conectado a um aterramento elétrico através do meio aparente 1902 ou de uma camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900. Em algumas implementações, uma ou mais tiras de acoplamento 1900 terminam com um componente de ajuste de impedância (por exemplo, um elemento de circuito) conectado entre a tira de acoplamento 1900 e o meio aparente 1902. Por exemplo, uma tira de acoplamento 1900 pode terminar com uma terminação capacitiva, resistiva ou indutiva. Por exemplo, o elemento de circuito, tal como um capacitor, um indutor ou um resistor, pode ser conectado entre a camada condutiva 1904 de uma tira de acoplamento 1900 e o meio aparente 1902.

[0234] Com referência às Figuras 19 e 20, um sistema de controle de energia (por exemplo, sistema de controle de energia 104 descrito acima) é acoplado a uma extremidade de cada uma das tiras de acoplamento para alimentar cada tira com uma corrente elétrica. Por exemplo, uma linha de fonte de energia, a partir do sistema de controle de energia, pode ser acoplada à camada condutiva de cada tira de acoplamento 1900 e tanto em um ou ambos do meio aparente 1902 (por exemplo, revestimento da aeronave 2000) podem ser acopladas ao aterramento elétrico.

[0235] O sistema de controle de energia fornece uma corrente CA para cada tira de acoplamento 1900. Por exemplo, o sistema de controle de energia pode fornecer uma corrente

CA com uma frequência entre 1kHz e 450MHz. Em algumas implementações, a frequência está entre 1 MHz e 450 MHz. Em algumas implementações, a frequência está entre 1kHz e 1MHz. O sistema de controle de energia pode ser configurado para prover entre 0,1 Amps e 200 Amps de corrente CA para cada tira de acoplamento 1900. Por exemplo, uma fonte de energia do sistema de controle de energia e um arranjo elétrico das tiras de acoplamento 1900 podem ser configurados para prover um quantidade de corrente desejada (por exemplo, entre 0,1 Amps e 200 Amps) para cada tira de acoplamento 1900. Como um exemplo geral, se as tiras de acoplamento 1900 estiverem acopladas ao sistema de controle de energia em série uma com a outra, uma fonte de energia de 100 Amp pode ser usada para prover 100 Amps de corrente a cada tira de acoplamento 1900. Se dez tiras de acoplamento 1900 forem acopladas ao sistema de controle de energia em paralelo uma com a outra, uma fonte de energia de 100 Amp pode ser usada para prover 10 Amps de corrente a cada tira de acoplamento 1900. Deve ser notado que este exemplo assume que a impedância de cada tira de acoplamento é igual. Conforme discutido abaixo, a impedância das tiras de acoplamento 1900 pode ser ajustada de várias maneiras para controlar a distribuição de corrente entre as tiras de acoplamento, conforme pode ser desejado ou necessário para uma aplicação de aquecimento particular.

[0236] A corrente CA para o aquecimento do revestimento da aeronave 1902 é provida através da camada condutiva 1904. A corrente CA provida através da camada condutiva 1904 gera (por exemplo, por acoplamento eletromagnético capacitivo e indutivo) uma corrente correspondente no revestimento da aeronave 1902 conforme mostrado nas Figuras 22A-22B. As

Figuras 22A-22B ilustram gráficos de saída de uma análise de alemento finito eletromagnético (FEA) simulando a operação de um exemplo da tira de acoplamento 1900 anexada a um meio aparente condutor 1902. O meio aparente 1902 (por exemplo, simulado como um cobertura de aeronave), a camada condutiva 1904, e a camada de blindagem condutiva 1906 são rotuladas no gráfico mostrado na Figura 22A. Na Figura 22B, os componentes individuais da tira de acoplamento 1900 não são mostrados e, apenas a tira de acoplamento 1900 (representada em geral) e o meio aparente 1902 são rotulados. A região marcada como 2206 em ambos os gráficos representa o ambiente conhecido (por exemplo, a atmosfera). Ambos os gráficos ilustram a densidade normalizada (em A/m2) da corrente induzida no meio aparente 1902 e indicada pela região sombreada 2204. A densidade da corrente no meio aparente 1902 está um máximo em uma região estreita 2204 próxima da superfície do meio aparente 1902. Além disso, o gráfico na Figura 22A ilustra a intensidade do campo elétrico normalizado (região da escala de cinza claro 2202) dentro das camadas dielétricas da tira de acoplamento

1900. Notavelmente, a camada de blindagem condutiva 1906 protege o ambiente circundante 2206 de campos elétricos produzidos pela corrente que trafega através da camada condutiva 1904, por exemplo, para reduzir ou eliminar a radiação eletromagnética e para proteger a tira de acoplamento 1900 de interferência eletromagnética externa. O meio aparente 1902 serve como uma camada de blindagem, bem como por, por exemplo, minimizando ou bloqueando os campos elétricos. Assim, a camada de blindagem condutiva 1906 e o meio aparente 1902 podem, em implementações da tira de acoplamento 1900, servir para conter os campos elétricos dentro da tira de acoplamento 1900 (por exemplo, entre a camada de blindagem condutiva 1906 e o meio aparente 1902). Este efeito reduz ou evita a interferência eletromagnética entre o sistema de aquecimento e outros componentes elétricos próximos. As implementações da tira de acoplamento 1900, em combinação com o meio aparente 1902, podem atingir um desempenho operacional comparável às linhas de transmissão do tipo stripline.

[0237] Com referência novamente à Figura 19, o efeito de aquecimento das tiras transportadoras 1900 no meio aparente e também a impedância de cada tira transportadora 1900, podem ser ajustados alterando as características da tira transportadora, tais como, por exemplo, as espessuras das várias camadas 1904, 1906 e 1908; a largura da camada condutiva; o layout da camada condutiva; os materiais de cada camada - incluindo suas constantes dielétricas e propriedades de condutividade; ou pela inclusão de componentes de ajuste de impedância (por exemplo, capacitores, indutores e resistores). Além disso, os efeitos de aquecimento da corrente gerada no meio aparente 1902 também podem ser alterados mudando essas características que também servem para ajustar o efeito proximidade e o percurso da corrente de aquecimento que trafega através do meio aparente 1902, como discutido acima.

[0238] Por exemplo, cada uma das camadas 1904, 1906, 1908 pode ser formada com a respectiva espessura (D1-D4) variando geralmente entre 0,1 mil e 1 polegada ou, em algumas implementações, entre 0,5 mil e 10 mils. Em algumas implementações, a tira de acoplamento 1900 pode ser formada com diferentes distâncias separando a camada condutiva 1904 do meio aparente 1902 e separando a camada condutiva 1904 da camada de blindagem condutiva 1906. Em algumas implementações, essas distâncias estão relacionadas por uma proporção.

Por exemplo, a tira de acoplamento 1900 pode ser formada de modo que a espessura relativa D1 e D3 das camadas dielétricas 1908 esteja relacionada por uma proporção.

Por exemplo, a proporção D1:D3 pode variar entre 1:1 e 1:5 para algumas implementações.

A proporção D1:D3 pode ser revertida para variar entre 1:1 e 5:1 para outras implementações, por exemplo, a fim de obter uma densidade da corrente desejada e/ou valor de impedância para uma determinada aplicação.

Em um exemplo de implementação, D1 é 3 mils, D2 é 1 mil, D3 é 3 mils e D4 é 1 mils.

Em outro exemplo de implementação, D1 é 7,2 mils, D2 é 1,4 mils, D3 é 2,4 mils e D4 é 1,4 mils.

Em ainda outro exemplo de implementação, D1 é 1000 mils, D2 é 50 mils, D3 é 500 mils e D4 é 50 mils.

Em ainda outro exemplo de implementação, D1 é 10 mils, D2 é 2,5 mils, D3 é 50 mils e D4 é 2,5 mils.

Ainda em outro exemplo, D1 tem 2,4 mils, D2 tem 1,4 mils, D3 tem 7,2 mils e D4 tem 1,4 mils.

Em outro exemplo, D1 tem 17,6 mils, D2 é 9,8 mils, D3 é 24,5 mils e D4 tem 9,8 mils.

Em ainda outro exemplo, D1 é 100 mils, D2 é 20 mils, D3 é 250 mils e D4 é 20 mils.

Em ainda outro exemplo, D1 é 5,5 mils, D2 é 2,5 mils, D3 é 9,0 mils e D4 é 2,5 mils.

Em ainda outro exemplo, D1 tem 1,5 polegadas, D2 tem 0,25 polegadas, D3 tem 2,2 polegadas e D4 tem 0,25 polegadas.

Em ainda outro exemplo, D1 é 3,8 mils, D2 é 2 mils, D3 é 3,8 mils e D4 é 2 mils.

Em ainda outro exemplo, D1 é 2,9 mils, D2 é 1,5 mils, D3 é 5,8 mils e D4 é 2,5 mils.

Ainda em outro exemplo, D1 tem 5 mils, D2 tem 2,5 mils, D3 é 25 mils e D4 tem 1,5 polegadas.

Em ainda outro exemplo, D1 tem 11 mils, D2 tem 3 mils, D3 tem 5,5 mils e D4 tem 3 mils. Em ainda outro exemplo, D1 tem 21 mils, D2 tem 1,5 mils, D3 é 7 mils e D4 tem 2,5 mils. Ainda em outro exemplo, D1 tem 10 mils, D2 tem 2,5 mils, D3 tem 2 mils e D4 tem 2,5 polegadas. Em ainda outro exemplo, D1 tem 4,5 polegadas, D2 tem 0,25 polegadas, D3 tem 1,5 polegadas e D4 tem 0,25 polegadas. Em outro exemplo de implementação, D1 é 3 mils, D2 é 1 mils, D3 é 3 mils e D4 é 1 mil. Em ainda outro exemplo, D1 é 10,2 mils, D2 é 3,5 mils, D3 é 40,8 mils e D4 é 2,5 mils. Em ainda outro exemplo, D1 é 4,8 mils, D2 é 0,5 mils, D3 é 14,4 mils e D4 é 0,5 mils. Em ainda outro exemplo, D1 é 15 mils, D2 é 1,4 mils, D3 é 3 mils e D4 é 1,4 mils. Em ainda outro exemplo, D1 é 113 mils, D2 é 10 mils, D3 é 28,25 mils e D4 é 10 mils. Em ainda outro exemplo, D1 tem 127 mils, D2 é 5 mils, D3 é 254 mils e D4 tem 10 mils. Em ainda outro exemplo, D1 tem 53 mils, D2 é 12 mils, D3 é 159 mils e D4 tem 12 mils. Em ainda outro exemplo, D1 tem 13 mils, D2 tem 1,4 mils, D3 tem 2,6 mils e D4 tem 1,4 mils. Em ainda outro exemplo, D1 tem 23 mils, D2 tem 4 mils, D3 tem 46 mils e D4 tem 4 mils. Em ainda outro exemplo, D1 é 11,5 mils, D2 é 2,8 mils, D3 é 57,5 mils e D4 é 2,8 mils. Em ainda outro exemplo, D1 tem 10 mils, D2 tem 1,4 mils, D3 tem 2,5 mils e D4 tem 1,4 mils.

[0239] Além disso, a largura da camada condutiva 1904 pode geralmente variar entre várias polegadas ou vários mils através da camada. A Figura 21 representa uma vista superior de vários exemplos de tiras de acoplamento (Exemplos 1-9) para ilustrar várias configurações da camada condutiva 1904 dentro de uma tira de acoplamento 1900. Deve ser notado que as tiras de acoplamento 1900 na Figura 21 são representadas com as camadas acima da camada condutiva 1904 (por exemplo, a segunda camada dielétrica e a camada de blindagem condutiva) removidas para fins ilustrativos. A área da corte transversal da camada condutiva 1904 pode ser variada ao longo de seu comprimento. Por exemplo, a largura da camada condutiva 1904 pode variar ao longo de seu comprimento para ajustar a impedância da tira de acoplamento 1900 e, em alguns casos, para ajustar as densidades de corrente no meio aparente e na camada condutiva. Os exemplos 1-9 mostram vários exemplos de padrões de variação de largura para uma camada condutiva 1904 de uma tira de acoplamento 1900. Por exemplo, a largura da camada condutiva 1904 através da tira de acoplamento 1900 pode variar entre uma largura máxima e uma largura mínima. Em algumas implementações, a largura máxima é tão pouco quanto 1,5 vezes maior que a largura mínima. Em outras implementações, a largura máxima é até 100 vezes maior do que a largura mínima. Por exemplo, a largura da camada condutiva 1904 mostrada no Exemplo 1 pode ser de 1,5 polegadas em sua localização maior (por exemplo, a extremidade superior) e 1 polegada em sua localização mais estreita (por exemplo, a extremidade inferior). Em outro exemplo, a largura da camada condutiva 1904, mostrada no Exemplo 1, pode ser de 1 polegada em sua localização maior (por exemplo, a extremidade superior) e 10 mils em sua localização mais estreita (por exemplo, a extremidade inferior).

[0240] Em algumas implementações, a espessura da camada condutiva 1904 pode variar ao longo de seu comprimento. Por exemplo, a largura da camada condutiva 1904 pode variar ao longo de seu comprimento para ajustar a impedância da tira de acoplamento 1900. Em algumas implementações, ambos a espessura e a largura e o material da camada condutiva 1904 podem variar ao longo de seu comprimento.

[0241] Em algumas implementações, a impedância da linha de acoplamento 1900 pode ser ajustada incluindo componentes de ajuste de impedância (por exemplo, capacitores, indutores e resistores) em um ou mais locais ao longo do comprimento da camada condutiva 1904. Por exemplo, a camada condutiva pode ser separada em vários segmentos ao longo do comprimento com um ou mais componentes de ajuste de impedância conectando os segmentos. Por exemplo, em referência à tira de acoplamento, Exemplo 4 da Figura 21, a camada condutiva 1904 pode ser separada em dois segmentos na região 2102 e um componente de ajuste de impedância (por exemplo, um capacitor, indutor, resistor ou combinação dos mesmos) pode ser conectado eletricamente entre cada segmento. Alternativamente, ou em adução, um componente de ajuste de impedância pode ser conectado à camada condutiva como um elemento de derivação (“shunt”) entre a camada condutiva 1904 e tanto meio aparente 1902 quanto na camada de blindagem condutiva 1906.

[0242] Em algumas implementações, a largura, espessura ou ambas da camada de blindagem condutiva 1906 podem variar ao longo do comprimento da tira de acoplamento 1900. Em algumas implementações, a largura, espessura ou ambas das camadas dielétricas 1908 podem variar ao longo do comprimento da tira de acoplamento 1900. Por exemplo, em algumas implementações, as áreas de corte transversal da camada condutiva 1904, as camadas dielétricas 1908 e a camada de blindagem condutiva 1906 podem variar ao longo do comprimento da tira 1900.

[0243] A Figura 23 ilustra diagramas de disposições (disposições AE) de vários exemplos de arranjos para uma camada condutiva 1904 dentro de uma tira de acoplamento 1900.

Inicialmente, em um arranjo linear (como representado na Figura 21) a camada condutiva 1904 se estende linearmente ao longo do comprimento da tira de acoplamento 1900. As disposições AE representam tiras de acoplamento 1900 nas quais a camada condutiva 1904 está disposta para seguir ao longo de um padrão ou percurso não linear.

Especificamente, os exemplos mostrados na Figura 23 representam a camada condutiva 1904 disposta em vários padrões de serpentina diferentes.

Os padrões de serpentina representados posicionam os segmentos da camada condutiva 1904 lado a lado uma da outra em uma direção da largura da tira de acoplamento 1900. Tais arranjos permitem que o comprimento total da tira de acoplamento 1900 seja reduzido enquanto mantém um comprimento total desejado da camada condutiva 1904. Em algumas aplicações, manter um comprimento relativamente uniforme para a camada condutiva 1904 em diferentes tiras de acoplamento 1900 ajuda a manter a impedância consistente entre as tiras de acoplamento 1900 de diferentes comprimentos.

Por exemplo, em cada uma das disposições A e B, a camada condutiva 1904 pode ser formada com o mesmo comprimento total.

No entanto, o comprimento total da tira de acoplamento 1900 na disposição B pode ser encurtado para metade do comprimento de uma tira de acoplamento 1900 com camada condutiva em um arranjo linear (por exemplo, como representado na Figura 21). Da mesma forma, o comprimento total da tira de acoplamento 1900 na disposição C pode ser encurtado para um terço do comprimento de uma tira de acoplamento 1900 com camada condutiva em um arranjo linear.

Além disso, as tiras de acoplamento 1900 de comprimento mais curto podem ser colocadas em locais com restrição de espaço no corpo de uma aeronave.

Por exemplo, as tiras de acoplamento 1900 com uma camada condutiva disposta de acordo com as disposições A-E podem ser colocadas em áreas estreitas de uma asa (por exemplo, pontas das asas) onde uma tira de acoplamento 1900 com o arranjo de camada condutiva linear pode ser muito longa para encaixar.

[0244] Cada disposição A-E ilustra a tira de acoplamento 1900 tendo uma camada condutiva 1904 disposta ao longo do percurso não linear de uma extremidade de entrada 2302 para uma extremidade de terminação 2304. A disposição A ilustra uma tira de acoplamento 1900 com uma camada condutiva 1904 em um arranjo de sobreposição dupla. A camada condutiva 1904 na disposição A inclui dois segmentos dispostos lado a lado um do outro, por exemplo, em um percurso em forma de U a partir da extremidade de entrada 2302 para a extremidade de terminação 2304. A Figura 24A representa uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento 1900 de acordo com a disposição A tomado em A-A’.

[0245] A disposição B ilustra uma tira de acoplamento 1900 com uma camada condutiva 1904 em um arranjo de sobreposição tripla. A camada condutiva 1904 na disposição B inclui três segmentos dispostos lado a lado um do outro, por exemplo, em um percurso em forma de S a partir da extremidade de entrada 2302 até a extremidade de terminação 2304. A Figura 24B representa uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento 1900 de acordo com a disposição B tomado em B-B’.

[0246] As disposições C e D ilustram as tiras de acoplamento 1900 com uma camada condutiva 1904 em diferentes variações de um arranjo de sobreposição quádrupla. A camada condutiva 1904 em cada uma das disposições C e D inclui quatro segmentos dispostos lado a lado um do outro. Na disposição C, os segmentos da camada condutiva 1904 estão dispostos, por exemplo, em um percurso em forma de M (ou percurso em forma de W) da extremidade de entrada 2302 para a extremidade de terminação 2304. Na disposição D, os segmentos da camada condutiva 1904 são disposto, por exemplo, como um arranjo de sobreposição dupla dobrado ao longo de si mesmo. Uma técnica semelhante também pode ser aplicada à configuração do trio dobrando a camada condutiva do trio 1904 ao seu lado. A Figura 24C representa uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento 1900 de acordo com a disposição C e disposição D tomado em C-C’.

[0247] A disposição E ilustra um arranjo mais geral para uma camada condutiva 1904. Por exemplo, a disposição E representa um exemplo de uma camada condutiva 1904 com vários segmentos de diferentes larguras posicionados lado a lado um do outro. Além disso, em algumas implementações, uma camada condutiva 1904 pode incluir interconexões 2306 entre segmentos em várias posições entre os segmentos, como mostrado na disposição E. Em algumas implementações, uma tira de acoplamento 1900 pode também incluir múltiplas entradas de sinal 2302.

[0248] A Figura 25A representa uma vista em corte transversal de um exemplo de configuração para fixação de uma tira de acoplamento 1900 a um meio aparente 1902. Mais especificamente, a Figura 25A representa uma configuração de fixação inferior. Em uma configuração de fixação inferior, um material adesivo 2502 disposto entre a parte inferior da tira de acoplamento 1900 (por exemplo, a camada dielétrica inferior) e a superfície do meio aparente 1902. Por exemplo, o material adesivo pode ser, mas não está limitado a, uma camada de um adesivo de lado duplo (por exemplo, uma fita dupla-face), uma resina ou um epóxi.

[0249] A Figura 25B representa uma vista em corte transversal de outro exemplo de configuração para fixar uma tira de acoplamento 1900 a um meio aparente 1902. Mais especificamente, a Figura 25B representa uma configuração de fixação superior. Em uma configuração de fixação superior, uma camada adesiva 2504 é aplicada sobre a tira de acoplamento 1900 para fixar a tira de acoplamento 1900 ao revestimento da aeronave 1902. A camada adesiva 2504 pode ser, por exemplo, um revestimento adesivo, uma película adesiva, ou fita.

[0250] A Figura 26A é uma vista em corte transversal de uma tira de acoplamento 1900 com uma camada inferior adesiva de dupla face antes da instalação sobre um meio aparente 1902 e a Figura 26B é uma vista em corte transversal da tira de acoplamento 1900 da Figura 26A instalada sobre um meio aparente 1902. Em algumas implementações, tais como uma configuração de fixação inferior, uma tira de acoplamento 1900 inclui uma camada inferior adesiva 2608. A camada inferior adesiva pode ser formada a partir de um material adesivo de dupla face (por exemplo, um fita de dupla face). Em tais implementações, o material adesivo de dupla face pode servir como a camada dielétrica inferior (por exemplo, a camada dielétrica inferior 1908 da Figura 19). Em algumas implementações, a camada inferior adesiva 2608 pode ser, por exemplo, um revestimento adesivo ou película adesiva aplicado à superfície inferior da camada dielétrica inferior 1908. Antes da instalação, uma tira de acoplamento 1900 com uma camada inferior adesiva 2608 pode incluir um revestimento

2610 sobre a camada adesiva inferior 2608. O revestimento 2610 pode ser, por exemplo, uma camada destacável. Por exemplo, o revestimento 2610 pode proteger a camada inferior adesiva 2608 antes da instalação. Durante a instalação, o revestimento 2610 pode ser removido da camada inferior adesiva 2608 para expor uma superfície adesiva da mesma, de modo que a tira de acoplamento 1900 possa ser fixada à superfície do meio aparente 1902.

[0251] Em algumas implementações, uma ou mais das camadas adesivas 2604 e 2606 pode ser incluída para fixar a camada dielétrica 1908 à camada condutiva 1904 e/ou para fixar a camada de blindagem condutiva 1906 à camada dielétrica 1908. Em algumas implementações, a tira de acoplamento 1900 inclui uma camada protetiva 2602 sobre a camada de blindagem condutiva 1906. Por exemplo, a camada protetiva 2602 pode incluir, mas não está limitada a uma ou mais camadas de poliuretano, polifluoreto, tinta, película de substituição de tinta, selante ou uma combinação dos mesmos.

[0252] Em algumas aplicações, um meio aparente não condutivo pode precisar ser aquecido. Em tais situações, os sistemas de aquecimento e tiras de acoplamento aqui descritos podem ser modificados para aquecer um meio aparente não condutivo em tais situações. Por exemplo, uma camada embutida pode ser usada com o sistema de aquecimento de tira de acoplamento para aquecer um meio aparente não condutivo.

[0253] As Figuras 27A-27F representam vistas em corte transversal de várias implementações de tiras de acoplamento embutidas. A Figura 27A ilustra a tira de acoplamento 2700 que é semelhante à tira de acoplamento 1900 da Figura 19. Como a tira de acoplamento 1900, a tira de acoplamento 2700 tem uma estrutura de múltiplas camadas que inclui uma primeira camada dielétrica 1908 sobre o meio aparente 1902, uma camada condutiva 1904 sobre a primeira camada dielétrica 1908, uma segunda camada dielétrica 1908 sobre a camada condutiva 1904 e uma camada de blindagem condutiva 1906 sobre a segunda camada dielétrica 1908 e, opcionalmente, uma camada protetiva 2706 sobre a camada de blindagem condutiva 1906. A camada protetiva 2706 é semelhante à camada de blindagem 2602 descrita acima. A tira de acoplamento 2700 difere da tira de acoplamento 1900 uma vez que está fixada à superfície de um meio aparente não condutivo 2702 e o meio aparente não condutivo 2702 inclui um material condutivo aparente 2704 nele embutido. Por exemplo, o material condutivo aparente 2704 pode ser formado como uma folha de metal, fita de metal ou como uma camada de metal tecida embutida no meio aparente não condutivo 2702. Por exemplo, o meio aparente não condutivo 2702 pode ser um material em camadas (por exemplo, um composto de fibra de carbono, um composto de fibra de vidro ou um composto de Kevlar) com o material aparente condutivo 2704 disposto entre as camadas do meio aparente não condutivo 2702. O material condutivo aparente 2704 pode ser feito de materiais condutivos, incluindo, mas não limitado a cobre, ligas de cobre (por exemplo, latão ou bronze), prata, ligas de prata, alumínio, ligas de alumínio, titânio, ligas de titânio, cromo, níquel, ligas de níquel, ligas à base de cobalto, aço resistente à corrosão, grafite ou uma combinação dos mesmos.

[0254] Em cada um dos exemplos ilustrados nas Figuras 27A- 27F, a corrente CA passada através da camada condutiva 1904 da tira de acoplamento 2700 gera uma corrente de aquecimento no material condutivo aparente 2704 ao contrário de no meio aparente não condutivo 2702. O calor gerado no material condutivo aparente 2704 é então transferido para o meio aparente não condutivo 2702 (por exemplo, por condução). Em alguns exemplos, se o meio aparente não condutivo exibir algum comportamento condutor elétrico, além da camada de material condutivo aparente, o calor também irá gerar na parte não condutiva.

[0255] A Figura 27B ilustra uma implementação de uma tira de acoplamento 2700 que inclui apenas uma camada protetiva 2706, uma camada condutiva 1904 e uma camada dielétrica 1908. A tira de acoplamento 2700 está disposta com a camada protetiva 2706 sobre a camada condutiva 1904 e com a camada condutiva 1904 sobre a camada dielétrica 1908. A camada dielétrica 1908 separada do material aparente condutivo incorporado 2704 por uma parte do meio aparente não condutivo

2702.

[0256] A Figura 27C ilustra uma implementação de uma tira de acoplamento 2700 que inclui uma camada condutiva 1904 embutida no meio aparente não condutivo 2702. A tira de acoplamento 2700 na Figura 27C inclui uma camada protetiva 2706, uma camada de blindagem condutiva 1906, uma camada dielétrica 1908, e uma camada condutiva 1904. A tira de acoplamento 2700 está disposta com a camada protetiva 2706, a camada de blindagem condutiva 1906, e a camada dielétrica 1908 sobre a camada condutiva 1904. A camada condutiva 1904 está embutida no meio aparente não condutivo 2702 e espaçada do material aparente condutivo 2704 por uma parte do meio aparente não condutivo 2702. Por exemplo, a camada condutiva 1904 e o material aparente condutivo 2704 cada um pode ser disposto entre diferentes camadas do meio aparente não condutivo 2702.

[0257] A Figura 27D ilustra uma versão da tira de acoplamento 2700 representada na Figura 27C, mas sem a camada protetiva 2706, a camada de blindagem condutiva 1906 e a camada dielétrica 1908.

[0258] A Figura 27E ilustra uma versão da tira de acoplamento 2700 representada na Figura 27D, mas com a orientação da camada condutiva 1904 e do material aparente condutivo 2704 invertida. Ou seja, no arranjo de tira de acoplamento 2700 representado na Figura 27E, o material aparente condutivo 2704 está posicionado mais próximo a uma superfície do meio aparente não condutivo 2702 do que a camada condutiva 1904.

[0259] A Figura 27F ilustra uma implementação de uma tira de acoplamento 2700 que inclui uma camada condutiva 1904 e uma camada de blindagem condutiva 1906 embutida dentro do meio aparente não condutivo 2702. No arranjo de tira de acoplamento 2700 representado na Figura 27F, partes do meio aparente não condutivo 2702 (por exemplo, camadas do meio aparente não condutivo 2702) separam a camada condutiva 1904 da camada de blindagem condutiva 1906 e do material aparente condutivo 2704. O meio aparente não condutivo 2702 serve uma finalidade semelhante à das camadas dielétricas 1908 na tira de acoplamento 1900 mostrada na Figura 19.

[0260] A Figura 28 representa diagramas de uma implementação de um conector de tira de acoplamento 2802. O diagrama 2805 é um diagrama de circuito do conector 2802. O conector 2802 inclui uma rede de ajuste de impedância integrada 2804. A rede de ajuste de impedância 2804 está eletricamente acoplada entre uma interface de sinal de entrada 2806 e a tira de acoplamento 1900. Por exemplo, a interface do sinal de entrada 2806 pode ser uma conexão de cabo coaxial. Um terminal de entrada 2810 da interface de sinal de entrada 2806 (por exemplo, um fio central de uma conexão de cabo coaxial) é acoplado à camada condutiva 1904 da tira de acoplamento 1900 por uma fiação 2808. Terminal(is) de aterramento 2814 da interface de sinal de entrada 2806 (por exemplo, a blindagem de uma conexão de cabo coaxial) é(são) acoplado(s) a um ou ambos do meio aparente 1902 ou da camada de blindagem condutiva 1906 da tira de acoplamento 1900 por um ou mais fios 2812.

[0261] A rede de ajuste de impedância 2804 está configurada para ajustar a impedância de entrada da tira de acoplamento 1900 a um nível desejado conforme medido na interface de sinal de entrada 2806. A rede de ajuste de impedância 2804 pode ser uma rede de ajuste de impedância fixa ou variável. Por exemplo, a rede de ajuste de impedância 2804 pode ser implementada como qualquer uma das redes de ajuste de impedância descritas acima em referência às Figuras 12-15B. No diagrama 2850, a rede de ajuste de impedância 2804 é implementada como um capacitor de derivação C1 entre um aterramento conectado a uma ou ambas a camada de blindagem condutiva 1906 da tira de acoplamento 1900 e ao meio aparente 1902 (ou um material condutivo aparente 2704 se implementado para um meio aparente não condutivo).

[0262] A Figura 29 representa diagramas de outra implementação de um conector de tira de acoplamento 2902. O conector 2902 inclui duas interfaces de sinal de entrada 2906A e 2906B, por exemplo, para acoplar a cadeia de múltiplas tiras de acoplamento 1900 juntas. O diagrama 2905 é um diagrama de circuito do conector 2902. O conector 2902 inclui uma rede de ajuste de impedância integrada 2904. A rede de ajuste de impedância 2904 inclui componentes de ajuste de impedância em série e derivação 2904A, 2904B, 2904C eletricamente acoplados entre as interfaces de sinal de entrada 2906A, 2906B e a tira de acoplamento 1900. Por exemplo, as interfaces de sinal de entrada 2906A e 2906B podem ser conexões de cabo coaxial. Os respectivos terminais de entrada 22910 das interfaces de sinal de entrada 2906A, 2906B são acoplados à camada condutiva 1904 da tira de acoplamento 1900 e entre si por um cabeamento 2808. Respectivo(s) terminal(is) de aterramento 2914 das interfaces de sinal de entrada 2906A, 2906B são acoplados a um ou ambos do meio aparente 1902 ou da camada de blindagem condutiva 1906 da tira de acoplamento 1900 por um ou mais fios 2912.

[0263] No diagrama 2950, a rede de ajuste de impedância 2804 é implementada como um capacitor em série C1 e dois capacitores de derivação C2, C3 entre um aterramento conectado a uma ou ambas da camada de blindagem condutiva 1906 da tira de acoplamento 1900 e do meio aparente 1902 (ou um material condutivo aparente 2704 se implementado para um meio aparente não condutivo).

[0264] A Figura 30 é um diagrama de blocos de um primeiro exemplo do sistema de aquecimento do meio aparente 3000 utilizando tiras de acoplamento 1900 de acordo com implementações da presente divulgação. O sistema de aquecimento 3000 inclui uma série de tiras de acoplamento 1900 espaçadas umas das outras e fixadas ao meio aparente 1902 (por exemplo, uma asa de aeronave). Cada tira de acoplamento 1900 é conectada ao sistema de controle de energia 3002. O sistema de controle de energia 3002 pode ser implementado como qualquer uma das concretizações do sistema de controle de energia 104 discutido acima. O sistema de controle de energia 3002 alimenta cada tira com uma corrente CA.

[0265] Uma extremidade de cada tira de acoplamento 1900 (aqui referida como a “extremidade de entrada”) é acoplada a um sistema de controle de energia 3002 através de um conector

3004. No exemplo ilustrado, a extremidade oposta de cada tira de acoplamento 1900 (aqui referida como “extremidade de terminação”) tem uma terminação de circuito aberto 3006 ou uma terminação de circuito fechado 3008. As tiras de acoplamento 1900 são dispostas em um padrão alternado onde cada par vizinho de tiras de acoplamento 1900 tem um tipo diferente de terminação. Por exemplo, uma tira de acoplamento 1900, em cada par vizinho, é provida com uma terminação de circuito aberto 3006 em sua extremidade de terminação, enquanto a outra tira de acoplamento 1900 no par é provida com uma terminação de circuito fechado 3008. As terminações de circuito aberto 3006 indicam que a terminação a extremidade da tira de acoplamento 1900 é deixada como um circuito aberto; não sendo conectado a um aterramento elétrico através do meio aparente 1902 ou uma camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900. Em algumas implementações, as terminações de circuito fechado 3008 são curtos-circuitos entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e um ou ambos o meio aparente 1902 ou uma camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900. Em algumas implementações, as terminações de circuito fechado

3008 são terminações capacitivas onde um capacitor é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e um aterramento elétrico. Por exemplo, o capacitor é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e tanto ao meio aparente 1902 quanto a camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900. Em algumas implementações, as terminações de circuito fechado 3008 são terminações indutivas onde um indutor é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e um aterramento elétrico. Por exemplo, o indutor é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e o meio aparente 1902 ou a camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento

1900. Em algumas implementações, as terminações de circuito fechado 3008 são terminações resistivas onde um resistor é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e um aterramento elétrico. Por exemplo, o resistor é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e tanto ao meio aparente 1902 quanto a camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900.

[0266] Tipos de terminação complementares podem ser aplicados às tiras de acoplamento vizinhas 1900 para prover uma impedância de entrada desejada no sistema de controle de energia 3002, para prover uma distribuição de aquecimento desejada através do meio aparente 1902, ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, as tiras de acoplamento 1900 podem ser instaladas no meio aparente 1902 com as tiras de acoplamento vizinhas 1900 tendo tipos de terminação complementares. Por exemplo, as terminações das tiras de acoplamento vizinhas 1900 podem alternar entre as terminações de circuito aberto 3006 e as terminações de curto-circuito (por exemplo,

terminação de circuito fechado 3008 implementada como curto- circuitos). Em outro exemplo, as terminações das tiras de acoplamento vizinhas 1900 podem alternar entre a terminação de circuito fechado 3008 implementada como terminações capacitivas e a terminação de circuito fechado 3008 implementada como terminações indutivas.

[0267] A Figura 31 é um diagrama de blocos de um segundo exemplo do sistema de aquecimento do meio aparente 3100 utilizando tiras de acoplamento 1900 de acordo com implementações da presente divulgação. O sistema de aquecimento 3100 é semelhante ao sistema de aquecimento 3000 descrito acima com a adição de um sistema de controle 3102 que é configurado para acionar terminações variáveis 3106 anexadas à extremidade de terminação de cada tira de acoplamento 1900. As terminações variáveis 3106 incluem uma terminação comutável. Em algumas implementações, as terminações variáveis 3106 são configuradas para comutar entre uma terminação de curto-circuito e uma terminação de circuito aberto. Por exemplo, as terminações variáveis 3106 incluem um comutador controlável acoplado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e um aterramento elétrico. O comutador controlável pode ser implementada como um comutador eletrônico (por exemplo, transistor, diodo de potência, tiristor, retificador controlado de silício, etc.) ou um comutador mecânico (por exemplo, relé). Por exemplo, o comutador controlável é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e o meio aparente 1902 ou a camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900. Uma saída do sistema de controle é acoplada ao terminal de controle do comutador controlável.

[0268] A terminação de cada tira de acoplamento 1900 pode ser alterada entre um circuito aberto e um curto-circuito abrindo e fechando o comutador controlável (ou desligando e ligando um comutador eletrônico). Por exemplo, o sistema de controle 3102 controla as operações das terminações variáveis 3106 para uma tira de acoplamento 1900 operando o comutador controlável para alterar o tipo de terminação da tira de acoplamento 1900 conforme necessário para aquecer o meio aparente 1902. Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 pode controlar a terminação variável de cada tira de acoplamento 3106 de forma independente. Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 pode controlar as terminações variáveis 3106 de um grupo (por exemplo, um par ou grupo maior) de tiras de acoplamento em sincronização umas com as outras. Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 pode controlar o comutador das terminações variáveis 3106 de uma ou mais tiras de acoplamento 1900 em intervalos regulares, por exemplo, de acordo com o ciclo operacional regular. O ciclo operacional para comutar as terminações variáveis 3106 pode variar entre 0,01 Hz a 100 Hz.

[0269] Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 controla as operações das terminações variáveis 3106 comutando-as, de forma alternada, entre as terminações de circuito aberto e fechado. Por exemplo, o sistema de controle 3102 comuta metade das terminações variáveis 3106 para terminações de curto-circuito e metade das terminações variáveis 3106 para terminações de circuito aberto durante uma primeira metade de um ciclo de operação. Em seguida, durante a segunda metade do ciclo de operação, o sistema de controle 3102 comuta as terminações variáveis 3106 de modo que aquelas que eram terminações de circuito aberto sejam comutadas para terminações de circuito fechado e vice-versa. O ciclo operacional para comutar as terminações variáveis 3106 pode variar entre 0,01 Hz a 100 Hz.

[0270] Em algumas implementações, as terminações variáveis 3106, de cada par de tira de acoplamento vizinha 1900, são controladas para manter o tipo oposto de terminação. Ou seja, o sistema de controle 3102 controla as terminações variáveis 3106 de modo que a terminação de uma tira de acoplamento 1900 em cada par vizinho seja configurada como um circuito aberto e a terminação da outra tira de acoplamento 1900 no par seja configurada como um circuito aberto, com as terminações alternando a cada metade de um ciclo operacional.

[0271] O sistema de controle 3102 pode ser um dispositivo de computação com um ou mais processadores ou microcontroladores configurados para controlar as operações das terminações variáveis 3106. Por exemplo, o sistema de controle 3102 inclui instruções de armazenamento de memória (por exemplo, código de software) que quando executadas pelo sistema de controle faz com que o sistema de controle 3102 forneça sinais de controle apropriados para os comutadores controláveis nas terminações variáveis 3106. Em algumas implementações, o sistema de controle de energia 3002 e o sistema de controle 3102 podem ser integrados em um sistema de energia e controle comum.

[0272] Em algumas implementações, as terminações variáveis 3106 são configuradas para comutarem entre uma terminação capacitiva e uma terminação indutiva. Por exemplo, o comutador controlável pode ser disposto para comutar entre o acoplamento da camada condutiva de uma tira de acoplamento 1900 para um capacitor que está conectado ao terra ou o acoplando a camada condutiva de uma tira de acoplamento 1900 a um indutor que está conectado ao terra. Conforme observado acima, o solo terra pode ser tanto através do meio aparente 1902 quanto da camada de blindagem condutiva da tira de acoplamento 1900. Além disso, em tais implementações, o sistema de controle 3102 pode ser operado conforme descrito acima para comutar, de forma alternada, as terminações variáveis 3106 entre terminações condutivas e indutivas.

[0273] Em outras implementações, as terminações variáveis 3106 podem ser modificadas para comutar entre diferentes tipos de terminação, por exemplo, entre terminações de circuito aberto e terminações capacitivas, entre terminações de curto-circuito e terminações indutivas, entre terminações de circuito aberto e terminações indutivas, entre terminações de curto-circuito e terminações capacitivas, entre terminações de circuito aberto e terminações resistivas, entre terminações de curto-circuito e terminações resistivas, ou outras combinações das mesmas.

[0274] A Figura 32 é um diagrama de blocos de um terceiro exemplo do sistema de aquecimento do meio aparente 3200 utilizando tiras de acoplamento de acordo com as implementações da presente divulgação. O sistema de aquecimento 3200 é configurado para acionar, alternadamente, as tiras de acoplamento vizinhas 1900. O sistema de aquecimento 3200 é semelhante ao sistema de aquecimento 3000 descrito acima com a adição de um sistema de controle 3202 que está configurado para acionar os conectores comutáveis 3204 fixados à extremidade de entrada de cada tira de acoplamento 1900. Os conectores comutáveis 3204 incluem um comutador controlável disposto para conectar e desconectar uma tira de acoplamento associada 1900 do sistema de controle de energia 3002. O comutador controlável pode ser implementado como um comutador eletrônico (por exemplo, transistor, diodo de potência, tiristor, retificador controlado de silício, etc.) ou um comutador mecânico (por exemplo, relé). Por exemplo, o comutador controlável é conectado entre a camada condutiva da tira de acoplamento 1900 e um terminal de entrada do conector comutável 3204. Uma saída do sistema de controle é acoplada ao terminal de controle do comutador controlável.

[0275] O sistema de controle 3202 controla as operações do conector comutável 3204 para conectar e desconectar, alternadamente, as tiras de acoplamento 1900 com o sistema de controle de energia 3002, ligando e desligando efetivamente as tiras de acoplamento 1900. Por exemplo, o sistema de controle 3202 pode controlar os conectores comutáveis 3204 para ligar e desligar, alternadamente, as tiras de acoplamento 1900. Por exemplo, o sistema de controle 3202 controla as operações dos conectores comutáveis 3204 para uma tira de acoplamento 1900 operando o comutador controlável para desligar e ligar a tira de acoplamento 1900 conforme necessário para aquecer o meio aparente 1902. Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 pode controlar a terminação variável de cada tira de acoplamento 3106 de forma independente. Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 pode controlar as terminações variáveis 3106 de um grupo (por exemplo, um par ou grupo maior) de tiras de acoplamento em sincronização umas com as outras. Em algumas implementações, o sistema de controle 3102 pode controlar o comutador das terminações variáveis 3106 de uma ou mais tiras de acoplamento 1900 em intervalos regulares, por exemplo, de acordo com o ciclo operacional regular. O ciclo operacional para comutar as terminações variáveis 3106 pode variar entre 0,01 Hz a 100 Hz. Em algumas implementações, o sistema de controle 3202 liga as tiras de acoplamento 1900 com terminações de circuito aberto 3006 e desliga as tiras de acoplamento 1900 com terminações de circuito fechado 3008 durante uma primeira metade do ciclo operacional. Em seguida, durante a segunda metade do ciclo operacional, o sistema de controle 3202 comuta os conectores comutáveis 3204 para desligar as tiras de acoplamento 1900 com terminações de circuito aberto 3006 e ligar as tiras de acoplamento 1900 com terminações de circuito fechado 3008.

[0276] O sistema de controle 3202 pode ser um dispositivo de computação com um ou mais processadores ou microcontroladores configurados para controlar as operações das terminações variáveis 3106. Por exemplo, o sistema de controle 3202 inclui instruções de armazenamento de memória (por exemplo, código de software) que quando executadas pelo controle sistema faz com que o sistema de controle 3202 forneça sinais de controle apropriados para os comutadores controláveis nas terminações variáveis 3106. Em algumas implementações, o sistema de controle de energia 3002 e o sistema de controle 3202 podem ser integrados em um sistema de energia e controle comum.

[0277] Conforme usado neste documento, os termos “perpendicular” ou “substancialmente perpendicular” ou “normal” ou “substancialmente normal” referem-se a uma relação entre dois elementos (por exemplo, linhas, direções, eixos, planos, superfícies ou componentes) que formam um ângulo de noventa graus dentro das tolerâncias aceitáveis de engenharia ou medição. Por exemplo, as direções podem ser consideradas perpendiculares entre si se o ângulo entre as direções estiver dentro de uma tolerância aceitável de noventa graus (por exemplo, ± 1-2 graus).

[0278] Embora esta especificação contenha muitos detalhes de implementação específicos, estes não devem ser interpretados como limitações no escopo de qualquer invenção ou no escopo do que pode ser reivindicado, mas sim como descrições de características que podem ser específicas para implementações particulares de invenções particulares. Certas características que são descritas neste relatório descritivo no contexto de implementações separadas, podem também ser implementadas em combinação em uma única concretização. Por outro lado, várias características que são descritas no contexto de uma única concretização, podem também ser implementadas em várias implementações separadamente ou em qualquer subcombinação adequada. Além disso, embora as características possam ser descritas acima como agindo em certas combinações e mesmo inicialmente reivindicadas como tal, uma ou mais características de uma combinação reivindicada pode, em alguns casos, ser removida da combinação e a combinação reivindicada pode ser direcionada a uma subcombinação ou variação de uma subcombinação.

[0279] Da mesma forma, embora as operações sejam representadas nos desenhos em uma ordem particular, isso não deve ser entendido como exigindo que tais operações sejam realizadas na ordem particular mostrada ou em ordem sequencial, ou que todas as operações ilustradas sejam realizadas, para atingir os resultados desejáveis. Em certas circunstâncias, processamento paralelo e multitarefa podem ser vantajosos. Além disso, a separação de vários módulos e componentes de sistema nas implementações descritas acima não deve ser entendida como requerendo tal separação em todas as implementações, e deve ser entendido que os componentes e sistemas de programa descritos podem, geralmente, ser integrados em um único software e/ou produto de hardware ou empacotado em vários produtos de software e/ou hardware.

[0280] As implementações particulares da matéria foram descritas. Outras implementações estão dentro do escopo das reivindicações a seguir. Por exemplo, as ações citadas nas reivindicações podem ser realizadas em uma ordem diferente e ainda alcançar os resultados desejáveis. Como um exemplo, os processos descritos nas figuras anexas não requerem, necessariamente, a ordem particular mostrada, ou ordem sequencial, para atingir os resultados desejáveis. Em alguns casos, processamento paralelo e multitarefa podem ser vantajosos.

[0281] Além das concretizações das reivindicações anexas e das concretizações descritas acima, as seguintes concretizações numeradas também são inovadoras:

[0282] A concretização 1 é um sistema para aquecer uma superfície externa de um meio aparente, o sistema compreendendo: duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas ao meio aparente, cada uma das tiras de acoplamento compreendendo uma estrutura de múltiplas camadas estendendo ao longo de um superfície do meio aparente que forma, em combinação com o meio aparente, uma linha de transmissão elétrica, a estrutura de múltiplas camadas compreendendo: uma primeira camada dielétrica sobre o meio aparente, uma camada condutiva sobre a primeira camada dielétrica, uma segunda camada dielétrica sobre a camada condutiva e uma camada de blindagem condutiva sobre a segunda camada dielétrica; e um sistema de controle de energia acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e ao meio aparente, o sistema de controle de energia configurado para aquecer a superfície do meio aparente provendo corrente elétrica às tiras de acoplamento.

[0283] A concretização 2 é o sistema da concretização 1, onde o sistema de controle de energia é configurado para prover corrente elétrica às tiras de acoplamento a uma frequência AC entre 1 kHz e 450 MHz.

[0284] A concretização 3 é o sistema de qualquer uma das concretizações 1 ou 2, onde a camada condutiva é posicionada dentro de 1 polegada do meio aparente.

[0285] A concretização 4 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde o sistema de controle de energia é configurado para prover entre 0,1 Amp e 200 Amps de corrente CA para cada tira de acoplamento.

[0286] A concretização 5 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento é disposta em um padrão de serpentina onde segmentos da camada condutiva ficam lado a lado.

[0287] A concretização 6 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva é separada do meio aparente por uma primeira distância, onde a camada de blindagem condutiva é separada da camada condutiva por uma segunda distância e onde uma proporção entre a primeira distância e a segunda distância varia entre 1:1 e 1:5.

[0288] A concretização 7 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 1 a 5, onde a camada condutiva é separada do meio aparente por uma primeira distância, onde a camada de blindagem condutiva é separada da camada condutiva por uma segunda distância e onde uma proporção entre a primeira distância e a segunda distância variam entre 5:1 e 1:5.

[0289] A concretização 8 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 1 a 5, onde a camada condutiva é separada do meio aparente por uma primeira distância, onde a camada de blindagem condutiva é separada da camada condutiva por uma segunda distância e onde uma proporção entre a primeira distância e a segunda distância variam entre 1:1 e 5:1.

[0290] A concretização 9 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 1 a 5, onde a primeira camada dielétrica tem uma primeira espessura, onde a segunda camada dielétrica tem uma segunda espessura e onde uma proporção entre a primeira espessura e a segunda espessura varia entre 1:1 e

1.5.

[0291] A concretização 10 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 1 a 5, onde a primeira camada dielétrica tem uma primeira espessura, onde a segunda camada dielétrica tem uma segunda espessura e onde uma proporção entre a primeira espessura e a segunda espessura varia entre 1:1 e 5:1.

[0292] A concretização 11 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma largura através da camada condutiva que varia ao longo de um comprimento da camada condutiva.

[0293] A concretização 12 é o sistema da concretização 11, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma largura através da camada condutiva que varia ao longo de um comprimento da camada condutiva, onde a largura através da camada condutiva varia entre uma largura máxima e uma largura mínima, e onde a largura máxima é entre 1,5 vezes e 100 vezes maior do que a largura mínima.

[0294] A concretização 13 é o sistema da concretização 11, onde a largura através da camada condutiva varia entre uma largura máxima e uma largura mínima, e onde a largura máxima é entre 1,5 vezes e 100 vezes maior do que a largura mínima.

[0295] A concretização 14 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma pluralidade de segmentos com um ou mais elementos de circuito acoplados entre cada par dos segmentos.

[0296] A concretização 15 é o sistema da concretização 14, onde um ou mais elementos de circuito compreendem capacitores.

[0297] A concretização 16 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma espessura que varia ao longo do comprimento da camada condutiva.

[0298] A concretização 17 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde o meio aparente forma uma segunda camada de blindagem para a linha de transmissão elétrica formada em combinação com cada uma das tiras de acoplamento.

[0299] A concretização 18 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva compreendem, cada uma, pelo menos um de cobre, prata ou alumínio.

[0300] A concretização 19 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada condutiva compreende titânio.

[0301] A concretização 20 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a camada de blindagem condutiva compreende pelo menos um de folha de cobre, folha de alumínio ou um material de blindagem tecido.

[0302] A concretização 21 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a primeira camada dielétrica e a segunda camada dielétrica compreendem cada uma pelo menos um de Kapton ou mylar.

[0303] A concretização 22 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a primeira camada dielétrica e a segunda camada dielétrica compreendem pelo menos um de tereftalato de polietileno (PET), politetrafluoretileno (PTFE) ou borracha.

[0304] A concretização 23 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda uma camada protetiva sobre a camada de blindagem condutiva.

[0305] A concretização 24 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a primeira camada dielétrica compreende um material adesivo.

[0306] A concretização 25 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda: uma primeira camada adesiva entre a camada condutiva e a segunda camada dielétrica; e uma segunda camada adesiva entre a segunda camada dielétrica e a camada de blindagem condutiva.

[0307] A concretização 26 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um percurso eletricamente condutivo para um aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0308] A concretização 27 é o sistema da concretização 26, onde o aterramento elétrico compreende o meio aparente.

[0309] A concretização 28 é o sistema da concretização 26, onde o aterramento elétrico compreende a camada de blindagem condutiva de pelo menos uma tira de acoplamento.

[0310] A concretização 29 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um circuito aberto entre a camada condutiva e o aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0311] A concretização 30 é o sistema da concretização 29, onde o aterramento elétrico compreende o meio aparente.

[0312] A concretização 31 é o sistema da concretização 29, onde o aterramento elétrico compreende a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

[0313] A concretização 32 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um elemento de circuito acoplado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, o elemento de circuito compreendendo pelo menos um de um capacitor, um indutor ou um resistor.

[0314] A concretização 33 é o sistema da concretização 32, onde o aterramento elétrico compreende o meio aparente.

[0315] A concretização 34 é o sistema da concretização 32, onde o aterramento elétrico compreende a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

[0316] A concretização 35 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, onde uma primeira tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um circuito aberto entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, e onde uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um percurso eletricamente condutivo para o aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0317] A concretização 36 é o sistema da concretização 34, onde o aterramento elétrico compreende o meio aparente.

[0318] A concretização 37 é o sistema da concretização 34, onde o aterramento elétrico compreende a respectiva camada de blindagem condutiva da primeira e da segunda tiras de acoplamento.

[0319] A concretização 38 é o sistema da concretização 34, onde o sistema de controle de energia é configurado para alternar entre prover a corrente elétrica para a primeira tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento e prover a corrente elétrica para a segunda tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento.

[0320] A concretização 39 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, onde uma primeira tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um capacitor acoplado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, e onde uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um indutor acoplado entre a camada condutiva e uma aterramento na extremidade de terminação.

[0321] A concretização 40 é o sistema da concretização 39, onde o aterramento elétrico compreende o meio aparente.

[0322] A concretização 41 é o sistema da concretização 39, onde o aterramento elétrico compreende a respectiva camada de blindagem condutiva da primeira e da segunda tiras de acoplamento.

[0323] A concretização 42 é o sistema da concretização 39,

onde o sistema de controle de energia é configurado para alternar entre prover a corrente elétrica para a primeira tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento e prover a corrente elétrica para a segunda tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento.

[0324] A concretização 43 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde cada tira de acoplamento compreende um comutador acoplado, na extremidade de terminação, entre a camada condutiva e um ou ambos do meio aparente ou da camada de blindagem condutiva, quando em um primeiro estado, o comutador forma um circuito aberto entre a camada condutiva e o meio aparente ou a camada de blindagem condutiva e, quando em um segundo estado, o comutador forma um circuito fechado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico.

[0325] A concretização 44 é o sistema da concretização 43, onde o aterramento elétrico é o meio aparente.

[0326] A concretização 45 é o sistema da concretização 43, onde o aterramento elétrico é a camada de blindagem condutiva.

[0327] A concretização 46 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde as duas ou mais tiras de acoplamento são eletricamente acopladas em paralelo uma com a outra.

[0328] A concretização 47 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde as duas ou mais tiras de acoplamento são eletricamente acopladas em série uma com a outra.

[0329] A concretização 48 é o sistema de qualquer uma das concretizações anteriores, onde o meio aparente compreende um meio aparente, uma pá de turbina eólica, um telhado de um edifício ou trilhos de ferrovia.

[0330] A concretização 49 é um sistema para aquecer um exterior de uma estrutura, o sistema compreendendo: uma estrutura a ser aquecida, a estrutura feita de um material não condutivo e compreendendo um material condutivo aparente embutido na mesma; duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas à estrutura, cada uma das tiras de acoplamento compreendendo uma estrutura de múltiplas camadas estendendo ao longo da estrutura que forma, em combinação com o material condutivo aparente embutido dentro da estrutura, uma linha de transmissão elétrica, a estrutura de múltiplas camadas compreendendo: uma camada condutiva sobrepondo o material condutivo aparente e uma primeira camada dielétrica entre o material condutivo aparente e a primeira camada condutiva; e um sistema de controle de energia acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e à estrutura, o sistema de controle de energia configurado para aquecer o exterior da estrutura provendo corrente elétrica às tiras de acoplamento.

[0331] A concretização 50 é o sistema da reivindicação 49, onde cada tira de acoplamento se estende ao longo de uma superfície da estrutura, e onde a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda uma camada protetiva sobre a camada condutiva.

[0332] A concretização 51 é o sistema da reivindicação 49,

onde cada tira de acoplamento se estende ao longo de uma superfície da estrutura, e onde a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda: uma camada de blindagem condutiva sobre a camada condutiva, uma segunda camada dielétrica entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva, e uma camada protetiva sobre a camada de blindagem condutiva.

[0333] A concretização 52 é o sistema da reivindicação 49, onde uma parte de cada tira de acoplamento se estende ao longo de uma superfície da estrutura, onde a camada condutiva está embutida dentro da estrutura, onde uma parte da estrutura forma a primeira camada dielétrica, e onde a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda: uma camada de blindagem condutiva sobre a camada condutiva, uma segunda camada dielétrica entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva e uma camada protetiva sobre a camada de blindagem condutiva.

[0334] A concretização 53 é o sistema da reivindicação 49, onde a camada condutiva é embutida dentro da estrutura, e onde uma primeira parte da estrutura forma a primeira camada dielétrica, e onde a estrutura multicamada compreende ainda: uma camada de blindagem condutiva embutida na estrutura e sobrepondo a camada condutiva e uma segunda camada dielétrica formada por uma segunda parte da estrutura e posicionada entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva.

[0335] A concretização 54 é o sistema da reivindicação 49, onde a camada condutiva está embutida dentro da estrutura, e onde uma parte da estrutura forma a primeira camada dielétrica.

[0336] A concretização 55 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 54, onde o sistema de controle de energia é configurado para prover corrente elétrica para as tiras de acoplamento em uma frequência AC entre 1 kHz e 450 MHz.

[0337] A concretização 56 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 55, onde a camada condutiva é posicionada dentro de 1 polegada do material condutivo aparente.

[0338] A concretização 57 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 56, onde o sistema de controle de energia é configurado para prover entre 0,1 Amp e 200 Amps de corrente CA para cada tira de acoplamento.

[0339] A concretização 58 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 57, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento é disposta em um padrão de serpentina onde segmentos da camada condutiva ficam lado a lado uma da outra.

[0340] A concretização 59 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 51 a 53, onde a camada condutiva é separada do material condutivo aparente por uma primeira distância, onde a camada de blindagem condutiva é separada da camada condutiva por uma segunda distância, e onde uma proporção entre a primeira distância e a segunda distância varia entre 1:1 e 1:5.

[0341] A concretização 60 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 51 a 53, onde a camada condutiva é separada do material condutivo aparente por uma primeira distância, onde a camada de blindagem condutiva é separada da camada condutiva por uma segunda distância, e onde uma proporção entre a primeira distância e a segunda distância varia entre 1:1 e 5:1.

[0342] A concretização 61 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 60, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma largura através da camada condutiva que varia ao longo de um comprimento da camada condutiva.

[0343] A concretização 62 é o sistema da concretização 61, onde a largura através da camada condutiva varia entre uma largura máxima e uma largura mínima, e onde a largura máxima é entre 1,5 vezes e 100 vezes maior do que a largura mínima.

[0344] A concretização 63 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 62, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma pluralidade de segmentos com um ou mais elementos de circuito acoplados entre cada par de segmentos.

[0345] A concretização 64 é o sistema da concretização 63, onde um ou mais elementos de circuito compreendem capacitores.

[0346] A concretização 65 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 64, onde a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende uma espessura que varia ao longo do comprimento da camada condutiva.

[0347] A concretização 66 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 65, onde o material condutivo aparente forma uma segunda camada de blindagem para a linha de transmissão elétrica formada em combinação com cada uma das tiras de acoplamento.

[0348] A concretização 67 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 51 a 53, onde a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva compreendem, cada uma, pelo menos um de cobre, prata ou alumínio.

[0349] A concretização 68 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 67, onde a camada condutiva compreende titânio.

[0350] A concretização 69 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 51 a 53, onde a camada de blindagem condutiva compreende pelo menos um de folha de cobre, folha de alumínio ou um material de blindagem tecido.

[0351] A concretização 70 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 69, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um percurso eletricamente condutivo acoplado entre a camada condutiva e o material condutivo aparente na extremidade de terminação.

[0352] A concretização 71 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 70, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um circuito aberto entre a camada condutiva e o material condutivo aparente extremidade de terminação.

[0353] A concretização 72 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 71, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um elemento de circuito acoplado entre a camada condutiva e o material condutivo aparente na extremidade de terminação, o elemento de circuito compreendendo pelo menos um de um capacitor, um indutor ou um resistor.

[0354] A concretização 73 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 72, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, onde uma primeira tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um circuito aberto entre a camada condutiva e o material condutivo aparente na extremidade de terminação, e onde uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um percurso eletricamente condutivo acoplado entre a camada condutiva e o material condutivo aparente na extremidade de terminação.

[0355] A concretização 74 é o sistema da concretização 73, onde o sistema de controle de energia é configurado para alternar entre prover a corrente elétrica para a primeira tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento e prover a corrente elétrica para a segunda tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento.

[0356] A concretização 75 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 74, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, onde um primeiro acoplamento de tira, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um capacitor acoplado entre a camada condutiva e o material condutivo aparente na extremidade de terminação, e onde uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um indutor acoplado entre a camada condutiva e o material condutivo aparente na extremidade de terminação.

[0357] A concretização 76 é o sistema da concretização 75, onde o sistema de controle de energia é configurado para alternar entre prover a corrente elétrica para a primeira tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento e prover a corrente elétrica para a segunda tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento.

[0358] A concretização 77 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 76, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um percurso eletricamente condutivo para um aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0359] A concretização 78 é o sistema da concretização 77, onde o aterramento elétrico compreende o material aparente condutivo.

[0360] A concretização 79 é o sistema da concretização 77, onde o aterramento elétrico compreende a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

[0361] A concretização 80 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 79, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um circuito aberto entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0362] A concretização 81 é o sistema da concretização 80, onde o aterramento elétrico compreende o material aparente condutivo.

[0363] A concretização 82 é o sistema da concretização 80, onde o aterramento elétrico compreende a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

[0364] A concretização 83 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 82, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e onde pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um elemento de circuito acoplado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, o elemento de circuito compreendendo pelo menos um de um capacitor, um indutor ou um resistor.

[0365] A concretização 84 é o sistema da concretização 71, onde o aterramento elétrico compreende o material aparente condutivo.

[0366] A concretização 85 é o sistema da concretização 71, onde o aterramento elétrico compreende a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

[0367] A concretização 86 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 85, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, onde uma primeira tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um circuito aberto entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, e onde uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um percurso eletricamente condutivo acoplado entre a camada condutiva e o aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0368] A concretização 87 é o sistema da concretização 86, onde o sistema de controle de energia é configurado para alternar entre prover a corrente elétrica para a primeira tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento e prover a corrente elétrica para a segunda tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento.

[0369] A concretização 88 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 87, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, onde um primeiro acoplamento tira, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um capacitor acoplado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, e onde uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um indutor acoplado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação.

[0370] A concretização 89 é o sistema da concretização 88, onde o aterramento elétrico compreende o material aparente condutivo.

[0371] A concretização 90 é o sistema da concretização 88, onde o aterramento elétrico compreende a respectiva camada de blindagem condutiva da primeira e da segunda tiras de acoplamento.

[0372] A concretização 91 é o sistema da concretização 88, onde o sistema de controle de energia é configurado para alternar entre prover a corrente elétrica para a primeira tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento e prover a corrente elétrica para a segunda tira de acoplamento em cada par vizinho de tiras de acoplamento.

[0373] A concretização 92 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 51 a 53, onde cada tira de acoplamento compreende uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, onde a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade e onde cada acoplamento tira compreende um comutador acoplado na extremidade de terminação, entre a camada condutiva e um ou ambos do material condutivo aparente ou da camada de blindagem condutiva, quando em um primeiro estado, o comutador forma um circuito aberto entre a camada condutiva e o material condutivo aparente ou a camada de blindagem condutiva e, quando em um segundo estado, o comutador forma um circuito fechado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico.

[0374] A concretização 93 é o sistema da concretização 92, onde o aterramento elétrico compreende o material aparente condutivo.

[0375] A concretização 94 é o sistema da concretização 92, onde o aterramento elétrico compreende a respectiva camada de blindagem condutiva da primeira e da segunda tiras de acoplamento.

[0376] A concretização 95 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 94, onde as duas ou mais tiras de acoplamento são eletricamente acopladas em paralelo umas às outras.

[0377] A concretização 96 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 95, onde as duas ou mais tiras de acoplamento são eletricamente acopladas em série umas com as outras.

[0378] A concretização 97 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 49 a 96, onde a estrutura compreende um cobertura de aeronave, uma pá de turbina eólica, um telhado de um edifício, ou trilhos de ferrovia.

[0379] A concretização 98 é um método de instalação de um sistema de aquecimento de meio aparente, o método compreendendo: a obtenção de tiras de acoplamento, onde cada tira de acoplamento compreende uma estrutura de múltiplas camadas que compreende: uma primeira camada dielétrica, uma camada condutiva sobreposta à primeira camada dielétrica, uma camada de blindagem condutiva sobreposta à camada condutiva e uma segunda camada dielétrica entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva; fixar cada uma das tiras de acoplamento a uma superfície de um meio aparente e espaçadas umas das outras com a primeira camada dielétrica de cada tira de acoplamento posicionada entre o meio aparente e a camada condutiva; e acoplar a camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento a um sistema de controle de energia que está configurado para prover corrente elétrica às tiras de acoplamento.

[0380] A concretização 99 é o método da concretização 98, onde a primeira camada dielétrica compreende um adesivo de dupla face e onde fixar cada uma das tiras de acoplamento à superfície do meio aparente compreende, para cada tira de acoplamento: a remoção de um revestimento a partir do adesivo de dupla face para expor uma superfície adesiva do mesmo, e anexar a superfície adesiva à superfície do meio aparente.

[0381] A concretização 100 é o método de qualquer uma das concretizações 98 ou 99, onde fixar cada uma das tiras de acoplamento à superfície do meio aparente compreende, para cada tira de acoplamento, a aplicação de uma camada superior adesiva sobre a tira de acoplamento, a camada superior se estendendo ao longo de uma largura da tira de acoplamento de modo que as bordas laterais da camada superior estejam em contato com e se aderem às porções do meio aparente em ambos os lados da tira de acoplamento.

[0382] A concretização 101 é o método de qualquer uma das concretizações de 98 a 100, onde fixar cada uma das tiras de acoplamento à superfície do meio aparente compreende, para cada tira de acoplamento: aplicar um material adesivo à superfície do meio aparente e fixar a primeira camada dielétrica da tira de acoplamento ao material adesivo.

[0383] A concretização 102 é o método de qualquer uma das concretizações de 98 a 101, onde o meio aparente compreende um cobertura de aeronave, uma pá de turbina eólica, um telhado de um edifício ou trilhos de ferrovia.

[0384] A concretização 103 é um sistema para aquecer um meio aparente compreendendo: dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados ao meio aparente; e um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos, o sistema de controle de energia configurado para aquecer o meio aparente moldando uma densidade da corrente ao longo de um percurso de corrente entre os eletrodos produzindo, desse modo, uma resistência eficaz ao longo do percurso de corrente no meio aparente que é maior do que a resistência do meio aparente a uma corrente CC, onde o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente dentro de uma profundidade do meio aparente, ajustando uma profundidade de revestimento da corrente, e onde o sistema de controle de energia molda a densidade da corrente em uma direção através do percurso da corrente, ajustando um efeito proximidade da corrente.

[0385] A concretização 104 é o sistema da concretização 103, onde o meio aparente é uma parte de uma aeronave.

[0386] A concretização 105 é o sistema de qualquer uma das concretizações 103 ou 104, onde o meio aparente é um ou mais de uma parte de uma asa de aeronave, uma parte de parte posterior de aeronave ou uma parte de uma fuselagem de aeronave.

[0387] A concretização 106 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 105, onde os dois ou mais eletrodos são um primeiro conjunto de dois ou mais eletrodos, e onde o sistema compreende ainda um segundo conjunto de dois ou mais eletrodos acoplados a uma parte diferente do meio aparente, onde o sistema de controle de energia é acoplado ao segundo conjunto de dois ou mais eletrodos e configurado para fornecer energia, alternadamente, ao primeiro conjunto de dois ou mais eletrodos e ao segundo conjunto de dois ou mais eletrodos.

[0388] A concretização 107 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 106, onde o meio aparente compreende alumínio ou composto de fibra de carbono e onde os dois ou mais eletrodos compreendem alumínio, prata ou cobre.

[0389] A concretização 108 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 107, onde os dois ou mais eletrodos são acoplados ao meio aparente de uma maneira que reduz uma resistência de contato entre os eletrodos e o meio aparente.

[0390] A concretização 109 é o sistema da concretização 108, onde um material condutivo é disposto entre pelo menos um dos dois ou mais eletrodos e o meio aparente.

[0391] A concretização 110 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 109, onde o sistema de controle de energia é configurado para ajustar a profundidade de revestimento da corrente, através da produção da corrente no meio aparente a uma frequência CA maior que 1 kHz.

[0392] A concretização 111 é o sistema da concretização 110, onde a frequência AC está entre 100 kHz e 450 MHz.

[0393] A concretização 112 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 111, onde o efeito proximidade da corrente é ajustado posicionando um segundo percurso de corrente próximo a uma superfície do meio aparente e ao longo de uma parte do percurso de corrente.

[0394] A concretização 113 é o sistema da concretização 112, onde pelo menos uma parte do segundo percurso de corrente é posicionada dentro de 10 cm da superfície do meio aparente.

[0395] A concretização 114 é o sistema da concretização 112, onde o segundo percurso de corrente é um cabo que completa um circuito fechado incluindo os dois ou mais eletrodos e o sistema de controle de energia.

[0396] A concretização 115 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 114, onde o sistema de controle de energia compreende uma rede de ajuste de impedância (IAN) configurada para ajustar uma impedância de saída do sistema de controle de energia.

[0397] A concretização 116 é o sistema da concretização 115, onde a IAN é configurada para ajustar a impedância de saída do sistema de controle de energia para corresponder à impedância do meio aparente.

[0398] A concretização 117 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 116, onde o sistema de controle de energia compreende circuitos de transformação de sinal configurados para transformar a energia, de uma fonte de energia, em uma frequência CA e tensão apropriadas para uso pelo sistema de controle de energia.

[0399] A concretização 118 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 117, onde o sistema de controle de energia compreende um controlador configurado para controlar as operações do sistema de controle de energia.

[0400] A concretização 119 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 118, onde o sistema de controle de energia molda uma rota do percurso de corrente entre os eletrodos usando o efeito proximidade da corrente para estender um comprimento total do percurso de corrente entre os eletrodos.

[0401] A concretização 120 é o sistema de qualquer uma das concretizações de 103 a 119, onde o sistema de controle de energia molda uma rota do percurso de corrente entre os eletrodos posicionando um segundo percurso de corrente próximo a uma superfície do meio aparente, onde o segundo percurso de corrente é arranjado de acordo com uma rota desejada para o percurso de corrente entre os eletrodos.

[0402] A concretização 121 é um sistema compreendendo: dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados a um meio aparente; um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos e configurado para gerar um sinal de corrente CA ao longo de um percurso de corrente através do meio aparente entre os eletrodos em uma frequência maior que 1 kHz e menor que 300 GHz; e um segundo percurso de corrente posicionado próximo a uma superfície do meio aparente e ao longo do percurso de corrente através do meio aparente.

[0403] A concretização 122 é um sistema de degelo e antigelo de aeronave que compreende: dois ou mais eletrodos espaçados um do outro e acoplados a uma parte de uma aeronave; um sistema de controle de energia acoplado aos eletrodos e configurado para aquecer a parte da aeronave moldando uma densidade da corrente ao longo de um percurso de corrente através da parte da aeronave entre os eletrodos através de: gerando um sinal de corrente CA ao longo de um percurso de corrente através da parte da aeronave entre os eletrodos e em uma frequência entre 1 MHz e 50 MHz, onde a frequência faz com que a densidade da corrente seja moldada em uma primeira direção, ajustando uma profundidade de revestimento da corrente ao longo do percurso da corrente; e provendo um segundo percurso de corrente posicionado ao longo de pelo menos uma parte do percurso de corrente através da parte da aeronave e dentro de uma proximidade de 10 cm de uma superfície da parte da aeronave, onde a proximidade do segundo percurso de corrente à superfície da parte da aeronave faz com que a densidade da corrente seja moldada em uma segunda direção diferente, ajustando um efeito proximidade da corrente ao longo da parte do percurso da corrente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para aquecimento de um exterior de uma aeronave, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: - duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas a um revestimento da aeronave, cada uma das tiras de acoplamento compreendendo uma estrutura de múltiplas camadas estendendo ao longo de uma superfície do revestimento da aeronave que forma, em combinação com o revestimento da aeronave, uma linha de transmissão elétrica, a estrutura de múltiplas camadas compreendendo: - uma primeira camada dielétrica sobre o revestimento da aeronave, - uma camada condutiva sobre a primeira camada dielétrica, - uma segunda camada dielétrica sobre a camada condutiva, e - uma camada de blindagem condutiva sobre a segunda camada dielétrica; e - um sistema de controle de energia acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e à cobertura da aeronave, o sistema de controle de energia configurado para aquecer a superfície do revestimento da aeronave provendo corrente elétrica às tiras de acoplamento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de controle de energia ser configurado para prover corrente elétrica às tiras de acoplamento a uma frequência CA entre 1 kHz e 450 MHz.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada condutiva ser posicionada dentro de 1 polegada do revestimento da aeronave.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento ser disposta em um padrão de serpentina no qual segmentos da camada condutiva ficam um ao lado do outro.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada condutiva ser separada do revestimento da aeronave por uma primeira distância, sendo que a camada de blindagem condutiva é separada da camada condutiva por uma segunda distância, e sendo que uma proporção entre a primeira distância e a segunda distância varia entre 5:1 e 1:5.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreender uma largura através da camada condutiva que varia ao longo de um comprimento da camada condutiva, sendo que a largura através da camada condutiva varia entre uma largura máxima e uma largura mínima, e sendo que a largura máxima está entre 1,5 vezes e 100 vezes maior do que a largura mínima.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada condutiva de pelo menos uma das tiras de acoplamento compreender uma pluralidade de segmentos com um ou mais elementos de circuito acoplado entre cada par de segmentos.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento da aeronave formar uma segunda camada de blindagem para a linha de transmissão elétrica formada em combinação com cada uma das tiras de acoplamento.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira camada dielétrica compreender um material adesivo.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a estrutura de múltiplas camadas compreender ainda: - uma primeira camada adesiva entre a camada condutiva e a segunda camada dielétrica; e - uma segunda camada adesiva entre a segunda camada dielétrica e a camada de blindagem condutiva.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada tira de acoplamento compreender uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, sendo que a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e sendo que pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um percurso eletricamente condutivo para um aterramento elétrico na extremidade de terminação.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o aterramento elétrico compreender o revestimento da aeronave.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o aterramento elétrico compreender a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada tira de acoplamento compreender uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, sendo que a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e sendo que pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um circuito aberto entre a camada condutiva e o aterramento elétrico na extremidade de terminação.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o aterramento elétrico compreender o revestimento da aeronave.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o aterramento elétrico compreender a camada de blindagem condutiva da pelo menos uma tira de acoplamento.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada tira de acoplamento compreender uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, sendo que a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, e sendo que pelo menos uma das tiras de acoplamento compreende um elemento de circuito acoplado entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, o elemento de circuito compreendendo pelo menos um de um capacitor, um indutor ou um resistor.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada tira de acoplamento compreender uma primeira extremidade e uma extremidade de terminação, sendo que a camada condutiva de cada tira de acoplamento é acoplada ao sistema de controle de energia na primeira extremidade, sendo que uma primeira tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente, um circuito aberto entre a camada condutiva e um aterramento elétrico na extremidade de terminação, e sendo que uma segunda tira de acoplamento, em cada par vizinho de tiras de acoplamento, compreende, alternadamente,

um percurso eletricamente condutivo para o aterramento elétrico na extremidade de terminação.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as duas ou mais tiras de acoplamento estarem eletricamente acopladas em paralelo uma à outra.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as duas ou mais tiras de acoplamento estarem eletricamente acopladas em série uma com a outra.

21. Sistema para aquecimento de um exterior de uma aeronave, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: - um cobertura de aeronave feito a partir de um material não condutivo e compreendendo um material condutivo aparente nele embutido; - duas ou mais tiras de acoplamento espaçadas uma da outra e fixadas à cobertura da aeronave, cada uma das tiras de acoplamento compreendendo uma estrutura de múltiplas camadas estendendo ao longo do revestimento da aeronave que forma, em combinação com o material condutivo aparente embutido no revestimento da aeronave, um linha de transmissão elétrica, a estrutura de múltiplas camadas compreendendo: - uma camada condutiva sobrepondo o material condutivo aparente, e - uma primeira camada dielétrica entre o material condutivo aparente e a primeira camada condutiva; e - um sistema de controle de energia acoplado à camada condutiva de cada uma das tiras de acoplamento e à cobertura da aeronave, o sistema de controle de energia configurado para aquecer a superfície do revestimento da aeronave provendo corrente elétrica às tiras de acoplamento.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de cada tira de acoplamento se estender ao longo de uma superfície do revestimento da aeronave, e sendo que a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda: - uma camada de blindagem condutiva sobre a camada condutiva, - uma segunda camada dielétrica entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva, e - uma camada protetiva sobre a camada de blindagem condutiva.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de a camada condutiva ser embutida dentro do revestimento da aeronave, e sendo que uma primeira parte do revestimento da aeronave forma a primeira camada dielétrica, e sendo que a estrutura de múltiplas camadas compreende ainda: - uma camada de blindagem condutiva embutida no revestimento da aeronave e sobrepondo à camada condutiva, e - uma segunda camada dielétrica formada por uma segunda parte do revestimento da aeronave e posicionada entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o sistema de controle de energia ser configurado para prover corrente elétrica para as tiras de acoplamento em uma frequência AC entre 1 kHz e 450 MHz.

25. Método para instalar um sistema de aquecimento de cobertura de aeronave, o método caracterizado pelo fato de compreender: - obter tiras de acoplamento, sendo que cada tira de acoplamento compreende uma estrutura de múltiplas camadas compreendendo: - uma primeira camada dielétrica, - uma camada condutiva sobrepondo a primeira camada dielétrica, - uma camada de blindagem condutiva sobrepondo a camada condutiva, e - uma segunda camada dielétrica entre a camada condutiva e a camada de blindagem condutiva; - fixar cada uma das tiras de acoplamento a uma superfície de um revestimento da aeronave e espaçadas uma da outra com a primeira camada dielétrica de cada tira de acoplamento posicionada entre o revestimento da aeronave e a camada condutiva; e - acoplar a camada condutiva de cada um das tiras de acoplamento para um sistema de controle de energia que está configurado para prover corrente elétrica para as tiras de acoplamento.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a primeira camada dielétrica compreender um adesivo de dupla face, e sendo que a fixação de cada uma das tiras de acoplamento à superfície do revestimento da aeronave compreende, para cada tira de acoplamento: - remover um revestimento do adesivo de dupla face para expor uma superfície adesiva do mesmo, e - fixar a superfície adesiva à superfície do revestimento da aeronave.