CN105059553A - 一种基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统 - Google Patents

Abstract

一种基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，涉及飞机热气防冰系统设计技术领域，用于对飞机热气防冰系统的防冰引气流量进行智能化动态控制与调节。安装在飞机背部的大气液态水含量测试仪实时测量外界大气中的液态水含量，安装在防冰引气管路上的防冰温度传感器和防冰压力传感器分别实时测量飞机气源系统供给的防冰引气温度值和压力值，防冰流量控制装置通过调节控制电动活门的开度，使得电动活门后实际引气压力值与需求引气压力值相等。本发明提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统既能保证防冰性能又可以大量节约飞机的引气流量，避免影响飞机发动机推力。

Description

一种基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统

技术领域

本发明涉及飞机热气防冰系统设计技术领域，具体而言，涉及一种基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统。

背景技术

现有技术中，绝大部分运输类飞机都采用热气防冰系统，专利号为ZL20122032577.3的实用新型专利名称为《一种机翼热气防冰系统》，该专利涉及对现有的传统热气防冰系统的总结。该专利中说明热气防冰系统主要由系统控制面板、防冰引气单向活门、防冰活门、防冰压力调节器、防冰温度传感器、防冰压力传感器、地面超温开关等组件组成。由于传统的热气防冰系统防冰引气流量不能根据需求进行调节，为了保证防冰性能只能按照飞机在整个飞行包线内最大的需求防冰引气流量设计和供给，因此在热气防冰系统使用过程中，导致大部分防冰状态下实际提供的防冰引气流量远大于需求防冰引气流量，造成飞机发动机引气过度使用，浪费了飞机的引气能源，降低了飞机的发动机推力。现在亟需解决的技术问题是如何设计一种飞机热气防冰系统，该飞机热气防冰系统的防冰引气流量可根据需求进行调节。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种结构合理、根据需用防冰引气流量结果来实时调节实际供给防冰引气流量的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，用于对飞机热气防冰系统的防冰引气流量进行智能化动态控制与调节，包括：安装在飞机背部的大气液态水含量测试仪、安装在防冰引气管路上的防冰温度传感器和防冰压力传感器、安装于机身内部的防冰流量控制装置以及安装在防冰引气管路上的电动活门，其中，大气液态水含量测试仪、防冰温度传感器、防冰压力传感器、电动活门通过导线连接至防冰流量控制装置。

上述方案中优选的是，防冰温度传感器、防冰压力传感器、电动活门关于机身对称设置于机翼前缘上的防冰引气管路上。

上述任一方案中优选的是，飞行参数计算机将飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温参数发送给防冰流量控制装置，大气液态水含量测试仪将液态水含量值发送给防冰流量控制装置，防冰温度传感器将防冰引气温度发送给防冰流量控制装置，防冰流量控制装置根据获得的参数得出相应状态下的需用防冰引气流量值、需用防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值。

上述任一方案中优选的是，防冰流量控制装置内存储有防冰引气流量数据库。

上述任一方案中优选的是，防冰引气流量数据库为不同的液态水含量值、飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温、防冰引气温度下对应的需用防冰引气流量值和与需用防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值。

上述任一方案中优选的是，防冰压力传感器将测得的压力值通过导线传输至防冰流量控制装置。

上述任一方案中优选的是，防冰流量控制装置通过实时动态调节控制电动活门的活门瓣的开度从而实现调节电动活门后引气压力值与需求引气压力值相等。

本发明所提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统的有益效果在于，结构合理，节省能源。通过实时获取大气液态水含量、飞行速度、飞行攻角、环境静温、防冰引气温度这五个决定需求防冰引气流量的参数，在防冰流量控制装置的数据库中查找到预先计算获得的需求防冰引气流量和与需求防冰引气流量对应的需求引气压力值，然后通过防冰流量控制装置调节控制电动活门的开度，使得通过电动活门的实际防冰引气流量与需求防冰引气流量值相等，这样既能保证防冰性能又可以大量节约飞机的引气流量，避免影响飞机发动机推力，装置稳定性高，安全可靠。

附图说明

图1是按照本发明的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统的一优选实施例的结构示意图；

附图标记：

1-大气液态水含量测试仪、2-防冰温度传感器、3-防冰压力传感器、4-防冰流量控制装置、5-电动活门。

具体实施方式

为了更好地理解按照本发明方案的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，下面结合附图对本发明的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统的一优选实施例作进一步阐述说明。

如图1所示，本发明提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，用于对飞机热气防冰系统的防冰引气流量进行智能化动态控制与调节，包括安装在飞机背部的大气液态水含量测试仪1、安装在防冰引气管路上的防冰温度传感器2和防冰压力传感器3、安装于机身内部的防冰流量控制装置4以及安装在防冰引气管路上的电动活门5，其中，大气液态水含量测试仪1、防冰温度传感器2、防冰压力传感器3、电动活门5通过导线连接至防冰流量控制装置4。

防冰温度传感器2、防冰压力传感器3、电动活门5关于机身对称设置于机翼前缘上的防冰引气管路上。飞行参数计算机将飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温参数发送给防冰流量控制装置4，大气液态水含量测试仪1将液态水含量值发送给防冰流量控制装置4，防冰温度传感器2将防冰引气温度发送给防冰流量控制装置4，防冰流量控制装置4根据获得的参数得出相应状态下的需用防冰引气流量值、需用防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值。防冰流量控制装置4内存储有防冰引气流量数据库。防冰引气流量数据库为不同的液态水含量值、飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温、防冰引气温度下对应的需用防冰引气流量值和与需用防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值。

防冰压力传感器3将测得的压力值通过导线传输至防冰流量控制装置4。防冰流量控制装置4通过实时动态调节控制电动活门5的活门瓣的开度从而实现调节电动活门5后引气压力值与需求引气压力值相等。

本发明提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统的工作机理是：安装在飞机背部的大气液态水含量测试仪1实时测量外界大气中的液态水含量，安装在防冰引气管路上的防冰温度传感器2和防冰压力传感器3分别实时测量飞机气源系统供给的防冰引气温度值和压力值，飞行参数计算机将飞机的飞行速度、飞机攻角和环境静温参数发送给防冰流量控制装置4，防冰流量控制装置4通过输入的液态水含量值、飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温、防冰引气温度这五个参数在其存储的根据这五个参数预先计算获得的防冰引气流量数据库中查找获得对应状态下的需用防冰引气流量值和与防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值。防冰流量控制装置4通过实时动态调节控制电动活门，使得电动活门后引气压力值与需求引气压力值相等。

本发明提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统可以节省防冰引气流量的原因在于，传统的热气防冰系统防冰供气流量不可根据需求调节，为了保证防冰性能只能按照整个飞行包线内最大引气流量设计，因此在很多防冰状态下实际提供的防冰引气流量远大于需求防冰引气流量，造成飞机引气能源浪费，降低飞机发动机推力。本发明提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统特点是通过实时获取大气液态水含量、飞行速度、飞行攻角、环境静温、防冰引气温度这五个直接决定需求防冰引气流量的参数，计算获取需求防冰引气流量，然后通过防冰流量控制装置4调节控制电动活门5，使得通过电动活门5的实际防冰引气流量与需求防冰引气流量值相等，这样既能保证防冰性能又可以节约飞机的引气流量。

在具体的使用过程中，飞机在飞行过程中遇到结冰气象条件，热气防冰系统通过手动操作或自动方式开始工作，此时为状态1，大气液态水含量测试仪1测量得到外界环境的液态水含量，并将结果发送给防冰流量控制装置4，飞机上的飞行参数计算机将此时的飞机飞行速度、飞机攻角和环境静温参数发送给防冰流量控制装置4，安装在防冰引气管路上的防冰温度传感器2测量得到引气温度值并将结果发送给防冰流量控制装置4。防冰流量控制装置4采集到这五个参数后，在其内部存储的根据这五个参数预先计算获得的防冰引气流量数据库中查找获得该状态下的需求防冰引气流量值为4200kg/h，与该需求防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值为205kpa。此时防冰流量控制装置开始调节电动活门5的开度，不同的开度对应电动活门5后不同的实际引气压力值，该实际引气压力值可由防冰压力传感器3测量并传送至防冰流量控制装置4。如果防冰压力传感器3测量值低于205kpa，防冰流量控制装置4立即调节电动活门5的活门瓣，使得活门瓣开度逐渐增大，直至防冰压力传感器3测量值接近205kpa并处于允许的公差范围内，然后电动活门5的活门瓣保持不变状态，这样电动活门5后实际流过的防冰引气流量值就与需求防冰引气流量值4200kg/h相等。如果防冰压力传感器3测量值高于205kpa，防冰流量控制装置4立即调节电动活门5的活门瓣，使得活门瓣开度逐渐减小，直至防冰压力传感器3测量值接近205kpa并处于允许的公差范围内，然后电动活门5的活门瓣保持不变状态。表1为三种状态下的各参数的数值。

表1

当飞机的飞行参数和结冰气象参数由状态1变化为状态2时，防冰流量控制装置4实时获取到液态水含量值、飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温、防冰引气温度这五个参数后，在其内部存储的根据这五个参数预先计算获得的防冰引气流量数据库中查找获得该状态下的需求防冰引气流量值变化为5400kg/h，与该需求防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值为260kpa。此时防冰流量控制装置开始调节电动活门5的开度，直至防冰压力传感器测量值接近260kpa并处于允许的公差范围内，然后电动活门保持稳定状态。

当飞机的飞行状态和结冰气象参数由状态1变化为状态3时，防冰流量控制装置4实时获得液态水含量值、飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温、防冰引气温度这五个参数后，在其内部存储的根据这五个参数预先计算获得的防冰引气流量数据库中查找获得该状态下的需求防冰引气流量值变化为3550kg/h，与该需求防冰引气流量对应的需求防冰引气压力值为175kpa。此时防冰流量控制装置开始调节电动活门5的开度，直至防冰压力传感器测量值接近175kpa并处于允许的公差范围内，然后电动活门5保持稳定状态。当防冰流量控制装置4控制调节电动活门5后实际引气压力值与需求防冰引气压力值相等时，就能够保证实际防冰引气流量与需求防冰引气流量值相等。

本发明提供的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统通过实时获取大气液态水含量、飞行速度、飞行攻角、环境静温、防冰引气温度这五个决定需求防冰引气流量的参数，在防冰流量控制装置4的数据库中查找到预先计算获得的需求防冰引气流量和与需求防冰引气流量对应的需求引气压力值，然后通过防冰流量控制装置4调节控制电动活门5的开度，使得通过电动活门的实际防冰引气流量与需求防冰引气流量值相等，这样既能保证防冰性能又可以大量节约飞机的引气流量，避免影响飞机发动机推力。

以上结合本发明的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围。还需要说明的是，按照本发明的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。

Claims (7)

1.一种基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，用于对飞机热气防冰系统的防冰引气流量进行智能化动态控制与调节，其特征在于，包括：安装在飞机背部的大气液态水含量测试仪(1)、安装在防冰引气管路上的防冰温度传感器(2)和防冰压力传感器(3)、安装于机身内部的防冰流量控制装置(4)以及安装在防冰引气管路上的电动活门(5)，其中，大气液态水含量测试仪(1)、防冰温度传感器(2)、防冰压力传感器(3)、电动活门(5)通过导线连接至防冰流量控制装置(4)。

2.如权利要求1的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，其特征在于：所述防冰温度传感器(2)、所述防冰压力传感器(3)、所述电动活门(5)关于机身对称设置于机翼前缘上的防冰引气管路上。

3.如权利要求1所述的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，其特征在于：飞行参数计算机将飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温参数发送给所述防冰流量控制装置(4)，大气液态水含量测试仪(1)将液态水含量值发送给所述防冰流量控制装置(4)，防冰温度传感器(2)将防冰引气温度发送给所述防冰流量控制装置(4)，所述防冰流量控制装置(4)根据获得的参数得出相应状态下的需用防冰引气流量值、需用防冰引气流量对应的防冰引气压力值。

4.如权利要求3所述的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，其特征在于：所述防冰流量控制装置(4)内存储有防冰引气流量数据库。

5.如权利要求4所述的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，其特征在于：防冰引气流量数据库为不同的液态水含量值、飞机飞行速度、飞机攻角、环境静温、防冰引气温度下对应的需用防冰引气流量值和与需用防冰引气流量对应的需用防冰引气压力值。

6.如权利要求2或3所述的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，其特征在于：所述防冰压力传感器(3)将测得的压力值通过导线传输至所述防冰流量控制装置(4)。

7.如权利要求3所述的基于需用防冰引气流量的智能热气防冰系统，其特征在于：所述防冰流量控制装置(4)通过实时动态调节控制电动活门(5)的活门瓣的开度从而实现调节所述电动活门(5)后引气压力值与需求引气压力值相等。