CN101068715A - 用于旋翼飞行器的冰管理系统 - Google Patents

Abstract

一种冰管理系统设置成用于具有至少一个转子的飞行器，每个转子具有多个叶片。该系统具有适于安装在飞行器上远离转子的电源，并且至少一个加热器安装在转子上，用于加热转子的至少一部分。固态控制继电器安装在转子上，并在电源与每个加热器之间传导连接，用于选择性地控制从电源到每个加热器的电流。另外，该系统还可包括安装在飞行器上远离转子的固态馈送继电器，该继电器在电源和控制继电器之间传导连接，用于选择性地控制通往控制继电器的电流。

Description

用于旋翼飞行器的冰管理系统

技术领域

本发明总体涉及冰管理系统领域，并且尤其涉及用于旋转翼飞行器的冰管理系统。

背景技术

旋翼飞行器具有冰块累积的弱点，这一弱点并不会在螺旋桨推进的固定翼飞行器上或传统的直升机上存在。与螺旋桨相比，旋翼螺旋桨的直径明显要大，并且旋转更慢，产生了较小的离心力。更高的离心力倾向于使得在螺旋桨叶片上形成的冰脱落，而旋翼螺旋桨较低的离心力使得更多的冰累积在叶片上。而且，旋翼机的升力是由比传统直升机上的转子组件直径更小的旋翼螺旋桨来产生的，因此旋翼螺旋桨需要更高效地产生升力。冰的累积会大大降低旋翼螺旋桨的升力效率，而且，由于旋翼螺旋桨直径和飞行器重量之比，旋翼机中的旋翼螺旋桨叶片上的冰的累积会明显影响旋翼机的着陆或悬停的能力。

旋翼机和直升机的另一个显著区别是，当旋翼机在飞机模式下运行时，从旋翼螺旋桨上脱落下来的冰块会被抛撒到机身上。因此，旋翼机上的冰块脱落管理必须采用精确的控制系统，该系统需要能够允许足够的冰累积以获得干净的脱落而不会允许过度的累积，当冰块脱落时过度的累积有可能导致机身的损坏。

发明内容

本发明的一个目的是为旋翼飞行器提供一种冰管理系统，该系统具有改善的性能和可靠性。

上述目的通过为旋翼飞行器设置一种冰管理系统来实现，该系统具有改善的性能和可靠性。

一种冰管理系统设置成用于具有至少一个旋翼螺旋桨的飞行器，每个旋翼螺旋桨是具有多个叶片的组件。该系统具有适于安装在飞行器上的远离旋翼螺旋桨的电源，并且至少一个加热器安装在旋翼螺旋桨上，用于加热旋翼螺旋桨的至少一部分。至少一个固态控制继电器安装在旋翼螺旋桨上，并在电源与每个加热器之间传导连接，用于选择性地控制从电源到每个加热器的电流。另外，该系统还可包括安装在飞行器上远离旋翼螺旋桨的至少一个固态馈送继电器，该继电器在电源和控制继电器之间传导连接，用于选择性地控制通往控制继电器的电流。该系统还可包括电流传感器，例如电流变换器，来监视供给至加热器的电流的量，允许探测并且隔离该系统中的错误。

本发明提供的冰管理系统具有许多优点，包括：(1)重量减轻；(2)该系统控制单元的体积减小；(3)系统的成本降低；(4)可靠性提高；以及(5)改善的错误探测和隔离能力。

其他的目的、特征和优势将在下面的描述中得知。

附图说明

为了更完整地理解本发明，包括它的特征和优点，可以参照与附图相结合的本发明的详细描述，在附图中相同的附图标记代表相同的部件，其中：

图1是具有根据本发明的冰管理系统的旋翼飞行器的透视图；

图2是根据本发明的冰管理系统的未安装部件的透视图，这些部件设置成安装在图1的旋翼飞行器上；

图3是图1的飞行器的一部分的透视图，该图示出安装在旋翼螺旋桨上的根据本发明的冰管理系统的部件；

图4是图3中旋翼螺旋桨的一部分的透视图，该图示出根据本发明的冰管理系统的其它部件；

图5是根据本发明的冰管理系统的控制系统的局部示意图，该部分控制对于所对应的旋翼螺旋桨的隔条的加热；

图6是根据本发明的冰管理系统的控制系统的局部示意图，该部分控制在对应旋翼螺旋桨的整流罩中的加热；

图7是根据本发明的冰管理系统的控制系统的局部示意图，该部分控制在所对应的旋翼螺旋桨叶片的加热区域中的加热器；

图8是三角形结构的示例三相电力负载的示意图；以及

图9是图8中的三角形结构的矢量图。

具体实施方式

本发明是一种用于旋翼机的旋翼螺旋桨的冰管理系统，该系统有效、可靠、坚固并且质量轻，并且成本比较低。对于旋翼机上的冰管理系统来说，可靠性是一个关键要求，以避免在旋翼螺旋桨上的危险的冰块累积以及由此造成的升力损失。

电热的旋翼螺旋桨的冰分离区域和前缘隔条上的防冰区域相结合得到所需的旋翼螺旋桨冰块脱落控制，同时使得脱落的冰块的尺寸和重量最小化。该系统包括了多个安装在每个旋翼螺旋桨的每个叶片上的电热加热单元、旋翼螺旋桨上安装的控制继电器、远离旋翼螺旋桨安装的馈送继电器，以及用于控制该控制继电器和馈送继电器的操作的控制器。该系统对至少控制继电器采用固态继电器，固态继电器也优选地用作馈送继电器。对于所有的电热加热单元都使用至少两个串联的继电器连接，从而总是具有至少两种办法来断开对加热单元的供电。这是至关重要的，因为继电器有可能短路连接的情况会导致叶片表面的过热或飞行器电路系统的过载。

本发明的系统解决了以前的旋翼飞行器冰管理系统所遇到的问题。这些问题中的一些是由于电子器件所遇到的严酷的环境引起的，特别是当它们被安装在旋转的飞行器组件上时。在本发明的系统中，每个旋翼螺旋桨上安装有四个电器盒，并且其所处的环境具有高振动和高离心力负载。通过在冰管理系统的部件中使用固态继电器，本系统的可靠性得以增强，并提供了加强错误探测和隔离的能力。本发明的系统为每个固态继电器提供一种简单的开路/接地控制，这一方案非常强健和简单，与串行和其它数据连接相比，需要更少的电子器件。使用固态继电器允许通过在部件的每次运行之前或之后按选定的顺序切换继电器而进行错误探测，而以这种方式使用机械接触器式继电器将会明显地减少它们的使用寿命。

本发明的系统的另一个优点是在每个旋翼螺旋桨上只需要6个高功率电连接器来控制通往对应旋翼螺旋桨中的部件电流，这是由于切换是在旋翼螺旋桨中安装的固态继电器内进行的。这就允许使用滑环、或相似的连接器用于旋转装置，只包括6个高电流的接触环，因此没有必要使用多个电连接和数据连接来操作旋翼螺旋桨上安装的每一个部件。

图1示出装备有根据本发明的冰管理系统的旋翼飞行器11。飞行器11具有机身13，在机身13的前部安装有驾驶舱15。机翼17A、17B安装在机身13上，发动机短舱19A、19B分别可旋转地安装在每个机翼17A、17B的外端。每个短舱19A、19B里面安装着发动机(未示出)，发动机操作连接到可转动的旋翼螺旋桨21A和21B上。每个旋翼螺旋桨21A和21B都包括3个叶片23。旋翼螺旋桨21A和21B以相反方向旋转，并且包含相似的部件，只是旋翼螺旋桨21A和21B的部件可能以与相对旋翼螺旋桨21A和21B镜像或相反的方式构造和/或安装。下列说明将描述冰管理系统安装在称为旋翼螺旋桨21和短舱19的旋翼螺旋桨21A、21B和短舱19A、19B其中之一的情况，但是应该理解，该说明可应用于在飞行器11两侧上安装的情况。

图2示出冰管理系统25的部件。主控制器27安装在驾驶舱15(图1)中，使得飞行员能够选择性地控制系统25的操作。短舱控制单元(NCU)29安装在每个短舱19中，并与控制器27相连。旋转部件包括中央冰分离分配器(CDD)31，其安装在每个旋翼螺旋桨21的中央部分，以及3个叶片冰分离分配器(BDD)33，每一个都安装在每个旋翼螺旋桨21的每个叶片23上。如下面将要进一步描述的，NCU 29容纳多个继电器用来切换通往系统25的旋转部件的电能流动。另外，每个CDD 31和BDD 33容纳了其他的继电器，用来通过旋翼螺旋桨21内的冰控制装置控制电能的流动。图3示出装在旋翼螺旋桨21内的每个BDD 33和CDD 31，一个BDD 33安装在每个叶片23的根部，CDD 31与旋翼螺旋桨21同轴安装。

控制器27和每个NCU 29容纳基于计算机的电子器件，这些电子器件根据位于驾驶舱15内的机组成员的控制输入以及由在每个NCU 29和控制器27的电子器件内操作的软件所执行的选定操作模式来操作系统25。控制器27和控制器29串行通信，其操作安装在短舱19和旋翼螺旋桨21二者内的系统25的部件，该图中只示出一套旋翼螺旋桨。另外，控制器27优选地控制其它冰管理设备的操作，例如安装在机翼17A、17B上的部件，驾驶舱挡风玻璃，以及其它飞行器部件，例如皮托管(未示出)。

图4示出旋翼螺旋桨21的一部分，叶片23从由整流罩35覆盖的中央部分沿径向伸出，整流罩35是覆盖中央部分的气动容腔。在本发明的优选实施例中，在旋翼螺旋桨21上安装3种类型的冰管理设备。

隔条37位于每个叶片23的前缘，每个隔条37由金属构成，并且能够使用通过隔条37传导的电能进行加热。隔条37的加热使得在叶片23的前缘形成的冰块融化，局部融化的冰块被旋翼螺旋桨21旋转时来流的空气所产生的气动力剥落。

第二冰控制设备包括嵌入整流罩35中的3套电热加热元件39，元件39可在图4中整流罩35的剖开部分中看到。加热元件39由通过其传导的电能加热，热能传送跨过整流罩35的表面，阻止冰块形成在整流罩35上或至少使得已经在整流罩35上形成的冰块局部融化。

旋翼螺旋桨21中安装的第三种类型的冰控制设备是安装在叶片23中的电热加热单元41，单元41可在叶片23的剖开部分中看到。每个叶片23被分成多个加热区域，在图中由沿着叶片23的弦长方向的虚线来指示。例如，区域4在叶片23上的虚线43和45之间沿径向向外分布。每个加热区域具有一套分离的加热单元41用于加热叶片23的这一部分，使得每个区域中的单元41都可以独立于同一叶片23上的其它区域的单元41而进行操作。旋翼螺旋桨21的所有3个叶片23上的相同区域是同时工作的，从而避免3个叶片23中的每一个上累积有不同数量的冰而导致的不平衡。在所示的实施例中，叶片23被分为9个加热区域，但是每个叶片23还可被分为更多的或更少的区域。

图5至图7是本发明的系统的各个部件之间的电连接的示意图。在图5中，一个示意图示出用于每个隔条37的操作的控制系统。NCU 29容纳基于计算机的控制器47和馈送继电器49、51、53、55，每个馈送继电器49、51、53、55都是固态继电器，用于控制通往叶片23上的隔条37(未示出)的电能的流动。响应于来自操作员的操作隔条37的手动指令，控制器27发信号通知控制器47开始工作，控制器47给馈送继电器49、51、53、55供能，允许电能流过电导体57、59、61到达隔条37。3个隔条温度传感器63检测在隔条37中和/或接近隔条37的区域的温度并产生信号，这些信号在电缆65上通过CDD 31传递到NCU 29中的控制器47。控制器47使用这些信号通过操作继电器49、51、53、55选择性地向隔条37供电从而将隔条37的温度调节至预设的温度范围内。

滑环组件67用于在每个旋翼螺旋桨21(未示出)上的系统25的部件和系统25的非旋转部件之间提供电连接。滑环67优选采用现有技术公知的类型，例如具有与每个连接的一侧传导连接的非旋转刷并且滑动地与传导连接于每个连接的另外一侧的旋转环啮合的滑环。滑环67可选择地采用其它适当的公知技术中的类型。

馈送继电器49、51、53、55中的每一个控制用于操作隔条37的三相交流电的每一相，继电器51和53二者控制相同的相。馈送继电器49、51、53、55的每一个都是固态、单极性继电器，图中的虚线示出受每个馈送继电器49、51、53、55控制的接触点。例如，馈送继电器49控制流过导体57的电流，而馈送继电器51和53二者都控制通过导体59的电流。馈送继电器55控制通过导体61的电流。如图所示，馈送继电器49、51连接到控制器47从而共同进行切换。同样地，馈送继电器53、55通过控制器47共同切换。尽管这些继电器对是一起切换的，但是优选地能够让这些馈送继电器49、51、53、55实现过零点切换(zero-cross switching)，即当电流的波形到达零点时再切换电极。由于每个导体57、59、61内电流的相位角不同，因此每对继电器的电极变化时间会有微小的差异。

错误探测和隔离是通过当馈送继电器对49、51、53、55处于选定的状态时测量导体57、59、61内的电流来实现的。每个导体57、59、61内的电流是通过传感器69来检测的，例如电流变换器，由每个传感器69产生的信号被送往控制器47来确定电流的量是否处于预想的或可接受的范围内。例如，太大或太小的电流可能指示在导体57、59、61其中之一中发生了短路，或者隔条37出现了问题。因为旋翼螺旋桨21上的3个隔条37以“三角形(delta)”布置结构传导连接，三个叶片23的每个上有一个，如图所示，所以传感器69所产生的信号也可以用于确定三角形结构的每一支上的电流。这就将可以探测到三角形的每一支上的错误，计算每支上电流的优选方法如下所述。

为确保控制隔条37的操作的冗余能力，馈送继电器对49、51、53、55在隔条37的每次操作之前和/或之后以选定的顺序通电。当馈送继电器对49、51、53、55中只有一对通电时，传感器69只能检测到导体57、59、61中很小的电流或检测不到电流，而检测到电流则意味着馈送继电器对49、51、53、55的其他对的至少一个在断电之后仍然保持接触。当这一情况发生时，所有的馈送继电器对49、51、53、55都被断电以防止隔条37或叶片23周围的区域过热。

在优选实施例中，馈送继电器对49、51、53、55中的第一对在隔条37操作之前首先通电，而另一对保持断电。如果当第一对通电时在导体57、59、61中没有检测到电流，则控制器47给第二对通电从而开始隔条37的正常操作。当控制器47停止隔条37的操作时，馈送继电器对49、51、53、55中的第一对断电而第二对还保持通电并且在导体57、59、61上不应当测得电流。

在隔条37的操作过程中，馈送继电器49、51、53、55是通电的，控制器47保持对隔条37供电直到达到选定控制温度范围的上限。控制范围优选地根据环境条件和/或飞行器11的当前飞行参数(空速，等等)来选定。在隔条37的操作过程中，导体57、59、61中的电流应当保持在选定的数值范围内。例如，选定的名义范围可以是大约14.4安培到大约21.3安培，但是这一范围可以对应于给定应用情况的任何适当值。如果导体57、59、61中任何一个的电流在操作过程中小于这个范围，则会探测到电流不足的错误，馈送继电器49、51、53、55会断电以停止隔条37的操作。这一状况可能意味着隔条37中出现不合适的负载或导体57、59、61中出现开路。类似地，如果探测到大于这一范围的电流，那么馈送继电器49、51、53、55会断电以防止隔条37或叶片23周围面积的过热，或者飞行器11的电路系统的过载。这一状况可能意味着在隔条37或导体57、59、61中出现短路。

图6是整流罩35内的3处加热区域中的加热单元39的控制系统的示意图。如图所示，NCU 29还容纳了馈送继电器71、73、75，它们分别控制着通过导体77、79、81的电流，通往叶片23内的加热单元39和加热单元41(参见图7)。馈送继电器71、73、75的每个优选为固态、单极性继电器。加热单元39的3个区域是以三角形结构传导连接的，固态单极性控制继电器83、85、87装在CDD 31内以提供对于三角形结构的每一支的切换控制，该切换在旋翼螺旋桨21内进行。在运行过程中，馈送继电器71、73、75是单独切换的，而控制继电器83、85、87是由从控制器47经过电缆89送往CDD 31的指令共同切换的。整流罩温度传感器91安装在整流罩35上用来测量整流罩35的指定区域的温度，并产生信号，这些信号在电缆93上通过CDD 31送往NCU 29中的控制器47。控制器47利用这些信号来调节整流罩35的温度处于预定的温度控制范围之内。导体77、79、81的旋转和非旋转部分以及电缆89、93通过滑环67传导连接。

错误探测和隔离是通过当馈送继电器71、73、75和控制继电器83、85、87处于选定的状态时测量导体77、79、81中的电流来实现的。每个导体77、79、81中的电流使用电流传感器69来检测，由传感器69产生的信号被送往控制器47以确定电流值是否落入预期的或可接受的范围之内。

为了确保加热单元39的控制操作的冗余能力，馈送继电器71、73、75和控制继电器83、85、87(共同切换)在系统25的开启过程中以组合的继电状态交替地供能。当馈送继电器71、73、75中只有一个通电并且所有的控制继电器83、85、87都断电时，传感器69应当检测到导体77、79、81中的很小电流或没有电流。在断电时，测得电流就意味着在导体77、79、81其中一个中出现短路和/或馈送继电器71、73、75中剩余的一个仍保持接触。

在系统25正常运行期间在加热单元39的每次操作之前和/或之后，所有的馈送继电器71、73、75被共同切换，控制继电器83、85、87也如此。当馈送继电器71、73、75被通电而控制继电器83、85、87被断电时，在导体77、79、81中应当检测到很小的电流或没有电流。同样地，控制继电器83、85、87被通电而馈送继电器71、73、75被断电，在导体77、79、81中应当测得很小的电流或没有电流。如果在这两种状态下测得了电流，那么所有的继电器71、73、75、83、85、87都被断电以防止整流罩35的过热或飞行器11的电路系统的过载。如果在这些状态下没有测得电流，那么控制器47就继续加热单元39的正常运行。

在加热单元39的正常运行期间，所有的馈送继电器71、73、75和控制继电器83、85、87都是通电的，控制器47优选地通过选择性地断开馈送继电器71、73、75以及控制继电器83、85、87来循环运行加热单元39。在加热单元39的运行过程中，任意导体77、79、81或三角形结构的任意一支中的电流应当保持在一个选定的数值范围内，但是低电流错误只是会被报告而正常运行会继续。如果在加热单元39的一个区域中探测到过高电流错误，那么控制继电器83、85、87会被断电以隔离整流罩35内的错误，并允许叶片23中的加热单元41继续运行。

图7是叶片23中的加热单元41的控制系统的示意图。优选为固态、单极性继电器的馈送继电器71、73、75控制通过导体77、79、81通往整流罩35中的加热单元39和加热单元41的电流。用于3个叶片23的加热单元41的所有区域是同时运行的，并组成三角形结构。每个BDD 33包含相应于对应叶片23的每个加热器区域的固态、单极性继电器95，使得每个BDD 33中的控制继电器95的数量与叶片23上的加热器区域的数量相同。在所示的实施例中，这意味着相应于每个叶片23的BDD 33包含9个控制继电器95。控制器27可向NCU 29中的控制器47发送信号从而来操作加热单元41，这通过由控制器47向相应于选定加热区域的每个BDD 33中的控制继电器95和馈送继电器71、73、75通电，允许电流通过导体77、79、81流向加热单元41来实现。来自控制器47的控制信号传送到电缆97上的CDD 31，并从CDD 31传送到电缆99上的每个BDD 33。电缆97的旋转和非旋转部分通过滑环67传导相连。

错误探测和隔离以与上述对于整流罩35相同的方式实现。当馈送继电器71、73、75和控制继电器95(在每个区域内共同切换)处于选定的继电状态时，传感器69探测导体77、79、81中的电流，以探测到低电流或高电流的错误。

相应于特定加热器区域的所有馈送继电器71、73、75和控制继电器95在该区域的加热单元41正常运行期间通电，控制器47优选地通过选择性地断开控制继电器95和/或馈送继电器71、73、75来循环运行各个加热单元41。加热单元41的运行可以根据环境条件和/或飞行器11的当前飞行参数(空速，等等)来安排时间。

对于上述冰管理设备，当正常运行时，流至每个加热器区域的电流值应当保持在选定范围内。特别重要的是，导体77、79、81或者三角形结构的任何一支上的电流必须保持低于选定值，因为叶片23的一部分的过热会导致叶片23的灾难性损坏和飞行器11的损失。如果在三角形结构的任何一支上探测到高电流错误，那么相应于该叶片加热器区域的控制继电器95被断电以隔离那个区域中的错误，并允许整流罩35的加热单元39和其它加热器区域继续工作。低电流的探测也是很重要的，这样可防止累积的冰块融化得太慢，这会导致在叶片23的尾缘再次结冰，而不是冰块从叶片23上干净地脱落掉。

系统25的电流传感器69只检测每个关联导体的电流幅值而不检测相位角。为了计算三相三角形负载内的相位电流幅值，在软件内采用新的计算技术从而有利于在只知道线电流幅值的时候进行这一计算。一般情况下，计算三相三角形负载内的相电流时需要测量所有3个线电流的幅值和相位角。本发明的方法使得不测量线电流的相位角也可以计算相电流幅值，从而减少了相关电子硬件的成本、重量和空间尺寸。

图8示出三角形负载的示例，其包括连接到三相电源的电负载a、b、c，其产生标记为A、B、C的线电流。这一系统内电流的标准矢量方程是：

A＝ a- c，

B＝ b- a，和

C＝ c- b

图9是基于这些矢量方程的矢量图，A、B、C可以使用任意值。该示意图画出在x-y坐标系统中，并描述了线电流A、B、C和负载电流a、b、c之间的矢量关系。负载电流总是间隔120°并且它们的幅值限定了线电流的幅值和相位角。即使没有测得线电流的角度，也很好理解由线电流幅值形成的三角形的顶点必须限定从x-y系统的原点发出的三相电流的端点。

在图9中的几何关系的基础上，相电流的幅值可以计算如下。在计算中，角度以度的形式表示，并且为了便于示意，/2被圆整为0.866。

边m是由B、b、v和m所组成的三角形的对边，并且

m＝Bsin(60-Θ₁)

边m也是由a、v和m所组成的固定的60°三角形的对边，因此

$a=\frac{m}{\sin 60}=\frac{B\sin (60-{\mathrm{\Θ}}_1)}{0.866}---\left(1\right)$

由于r是由B和r所形成的三角形的对边，并且B、r和x轴的将B连接至r的一部分形成直角三角形，那么

r＝Bsin(Θ₁)

边r也是由r、b以及x轴上连接r到b的那一部分所组成的固定的60度三角形的对边，因此可以得到

$b=\frac{r}{\sin 60}=\frac{B\sin \left({\mathrm{\Θ}}_1\right)}{0.866}---\left(2\right)$

边s是由A、a、s形成的三角形的对边，A、a、s以及x轴的将s连接到原点的一部分形成直角三角形，因此

s＝Asin(Θ₂)

由于s也是由c、s组成的固定的60度三角形的对边并且c、s以及x轴的将s连接到原点的一部分形成60度的直角三角形，因此下式成立

$c=\frac{s}{\sin 60}=\frac{A\sin \left({\mathrm{\Θ}}_2\right)}{0.866}---\left(3\right)$

方程(1)、(2)和(3)是以两个线电流的幅值以及角度Θ₁和Θ₂表示的三相负载电流的幅值的方程。应该指出的是，至今还没有用到线电流C。还必须确定Θ₁和Θ₂，这需要依靠线电流幅值C。

首先使用余弦定理来计算Θ_C如下

C²＝A²+B²-2ABcosΘ_C

$\cos {\mathrm{\Θ}}_C=\frac{A^2+B^2-C^2}{2\mathrm{AB}}$

${\mathrm{\Θ}}_C={\cos }^{-1}\left(\frac{A^2+B^2-C^2}{2\mathrm{AB}}\right)---\left(4\right)$

由于Θ_C＝Θ₁+Θ₂，因此

Θ₁＝Θ_C-Θ₂

Θ₂＝Θ_C-Θ₁   (5)

因此，得知Θ_C的值，但是Θ₁和Θ₂的值还需要确定。为了实现这一步，需要相应于相电流a的幅值的方程，使得其成为Θ₂的函数。由于n是由A、c、w和n组成的三角形的对边，那么

n＝Asin(60-Θ₂)

由于n也是由a、w和n确定的固定的60度三角形的对边，那么

$a=\frac{n}{\sin 60}=\frac{A\sin (60-{\mathrm{\Θ}}_2)}{0.866}$

这两个关于a的方程可以设定为相等，并通过Θ₂＝Θ_C-Θ₁的代换来求解

$a=\frac{A\sin (60-{\mathrm{\Θ}}_2)}{0.866}=\frac{B\sin (60-{\mathrm{\Θ}}_1)}{0.866}$

Asin(60-Θ_C+Θ₁)＝Bsin(60-Θ₁)

如果用K＝60-Θ_C来进行代换，则

Asin(K+Θ₁)＝Bsin(60-Θ₁)

利用sin(x±y)＝sinxcosy±cosxsiny的关系，可以得到

A[sin K cosΘ₁+cos K sinΘ₁]＝B[sin(60)cosΘ₁-cos(60)sinΘ₁]

A[sin K cosΘ₁+cos K sinΘ₁]＝B[0.866cosΘ₁-0.5sinΘ₁]

将正弦项和余弦项分开可以得到：

[Asin K-0.866B]cosΘ₁＝[-Acos K-0.5B]sinΘ₁

$\frac{[A\sin K-0.866B]}{[-A\cos K-0.5B]}=\frac{\sin {\mathrm{\Θ}}_1}{\cos {\mathrm{\Θ}}_1}$

利于 $\tan x=\frac{\sin x}{\cos x}$ 的关系，方程变成了

$\tan {\mathrm{\Θ}}_1=\frac{[A\sin K-0.866B]}{[-A\cos K-0.5B]}$

因此

${\mathrm{\Θ}}_1={\tan }^{-1}\frac{[A\sin K-0.866B]}{[-A\cos K-0.5B]}---\left(6\right)$

有了上述这些方程，相电流的幅值可以用如下方法求解：

1)利用方程(4)求解Θ_C。

2)利用方程(6)求解Θ₁。

3)利用方程(5)求解Θ₂。

4)利用方程(1)、(2)和(3)求解3个相电流的幅值。

虽然本发明是参考示例性实施例来描述的，但这一说明并不能被理解为是一种限制。参考该说明书，本领域技术人员可得知本发明的各种修改以及其它实施例。

Claims (9)

1.一种用于具有至少一个转子的飞行器的冰管理系统，每个转子具有多个叶片，该系统包括：

适于由飞行器承载的远离所述转子的电源；

由所述转子承载的用于加热所述转子至少一个部分的至少一个加热器；以及

由所述转子承载的固态控制继电器，该固态控制继电器在所述电源和所述至少一个加热器之间传导连接，用于选择性地控制从所述电源到所述至少一个加热器的电能的流动。

2.根据权利要求1所述的冰管理系统，其中，所述至少一个加热器包含位于每个叶片上的至少一个加热器。

3.根据权利要求1所述的冰管理系统，其中，电流通过安装在所述转子上的滑环传导至所述控制继电器。

4.根据权利要求1所述的冰管理系统，还包括：

适于由所述飞行器承载的远离所述转子的固态馈送继电器，所述馈送继电器在所述电源和所述控制继电器之间传导连接，用于选择性地控制朝向所述控制继电器流动的电能。

5.一种用于具有至少一个转子的飞行器的冰管理系统，每个转子具有多个叶片，该系统包括：

适于由所述飞行器承载的电源，所述电源远离每个转子安装，并且与每个转子的电源接头传导连接；

位于每个叶片上的多个加热器，用于加热所述对应叶片上的至少一部分；以及

相应于每个加热器的固态控制继电器，每个控制继电器承载在所述转子中并在电源接头和对应加热器之间传导连接，用于选择性地控制其间的电流流动。

6.根据权利要求5所述的冰管理系统，还包括：

远离所述转子定位的固态馈送继电器，所述馈送继电器在所述电源和所述电源接头之间传导连接，用于选择性地控制其间的电流流动。

7.根据权利要求5所述的冰管理系统，其中，电流通过承载在所述转子上的滑环传导至所述电源接头。

8.一种用于具有至少一个转子的飞行器的冰管理系统，每个转子具有多个叶片，该系统包括：

适于由所述飞行器承载的电源，所述电源远离每个转子安装并且传导连接至每个转子中的电源接头；

位于每个叶片上的多个加热器，用于加热所述对应叶片上的至少一部分；

相应于每个加热器的固态控制继电器，每个控制继电器承载在所述转子中并且在所述电源接头和所述对应加热器之间传导连接，从而选择性地控制其间的电流；以及

远离所述转子定位的固态馈送继电器，所述馈送继电器在所述电源和所述电源接头之间传导连接，从而选择性地控制其间的电流。

8.一种防止在加热单元运行期间由冰管理系统中的加热单元加热的转子的一部分出现过热的方法，该冰管理系统包含至少串联的第一开关和第二开关，用于控制通往所述加热单元的电流，该方法包括：

(a)在所述第二开关保持断开的同时打开第一开关，然后测量电流值；

(b)如果在步骤(a)中确定电流在流动，那么停止所述加热单元的运行；然后

(c)打开所述第二开关从而向所述加热单元供电；

(d)在所述第二开关保持打开的同时关闭所述第一开关，然后测量电流；

(e)如果在步骤(d)中确定电流在流动，那么停止所述加热单元的运行；然后

(f)在每次运行加热单元时重复步骤(a)到步骤(e)。

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