CN106706015A - 具有双螺旋线圈加热器线缆的空气数据探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有双螺旋线圈加热器线缆的空气数据探测器，具体地涉及一种空气数据探测器，其包括具有近端和远端的细长的主体结构，其中细长的主体结构包括外表面以及限定内部通道的相对的内表面。探测器尖端位于细长的主体结构的远端处，其中探测器尖端包括与细长的主体结构的外表面和内表面邻接的外表面和内表面。探测器尖端具有与内部通道连通的开口，开口允许外侧空气从探测器尖端穿过并进入内部通道。电加热器线缆联接到细长的主体结构和探测器尖端。电加热器线缆包括联接到细长的主体结构或者探测器尖端、或者联接到细长的主体结构以及探测器尖端两者的紧凑的双层螺旋部。
Description
背景技术
电加热器线圈通常在飞机的空气数据探测器中使用，用以保护飞机免受结冰情况的影响。加热器线圈通常被设计为在飞机飞行之前提供空气数据探测器的除冰，以及飞行期间提供空气数据探测器的除冰或者防冰。现行的政府关于结冰的规定需要使空气数据探测器暴露于比过去苛刻得多的结冰情况。可以使用更多的热量以保护免受这种情况的影响。然而，当前的空气数据探测器在关于可以提供多少功率给探测器尖端用于防冰保护的方面是有局限性的。
发明内容
一种空气数据探测器，其包括具有近端和远端的细长的主体结构，其中所述细长的主体结构包括外表面以及限定内部通道的相对的内表面。探测器尖端位于所述细长的主体结构的所述远端处，其中所述探测器尖端包括与所述细长的主体结构的所述外表面和所述内表面邻接的外表面和内表面。所述探测器尖端具有与所述内部通道连通的开口，所述开口允许外侧空气从所述探测器尖端穿过并进入所述内部通道。电加热器线缆联接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端。所述电加热器线缆包括联接到所述细长的主体结构或者所述探测器尖端、或者联接到所述细长的主体结构以及所述探测器尖端两者的紧凑的双层螺旋部。
附图说明
本发明的特征从参考附图的下述说明中对于本领域技术人员将变得清楚。了解到附图仅仅示出了典型的实施例并因此不被认为是限定范围，本发明通过使用附图利用额外的说明和细节而加以描述，其中：
图1为根据一个实施例的采用了双螺旋线圈加热器线缆的空气数据探测器的截面侧视图；
图2为图1中空气数据探测器的远端部的截面透视图；
图3为图1中空气数据探测器所采用的双螺旋线圈加热器线缆的透视图；
图4为根据另一个实施例的采用了双螺旋线圈加热器线缆的空气数据探测器的远端部的截面侧视图；以及
图5为图4的空气数据探测器所采用的双螺旋线圈加热器线缆的透视图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，对实施例足够详细地描述，以使得本领域技术人员能够实践本发明。可以理解，其他实施例可以在不偏离本发明范围的情况下使用。因此，下面详细的说明并不是以限制的含义来使用。
空气数据探测器设置为包括电加热器线缆，它的一部分是螺旋构造。加热器线缆被配置为输送增加的热量到空气数据探测器的探测器尖端，以保护不受结冰条件的影响，例如当飞机在地面上或者飞行时。
加热器线缆包括紧凑的双层螺旋部分，其比常规的单个线圈布置允许输送增加的热量到探测器尖端，由此在结冰条件期间提供了更多的保护。双层螺旋部分也可以避免使用在其他常规设计中为了缠绕线缆而使用的180度转向半径(先从近端到远端再回到近端)。这些常规设计中的转向半径是潜在的失效源。消除转向半径或者让转向半径变大减少了制造和运行期间的加热器线缆中的应力，从而延长了加热器线缆的寿命。
本发明的空气数据探测器的更多细节在下文中参考附图进行说明。
图1说明了根据一个实施例的空气数据探测器100。空气数据探测器100大体上包括具有近端104和远端106的细长的主体结构102。主体结构102还具有外表面108和相对的内表面110，其限定出内部通道112。探测器杆113在近端104处联接到主体结构102。探测器杆113被配置为附接到飞机的机身。
第一气压管114位于主体结构102的内部通道112内的中心处。气压管114具有与内部通道112连通的开口115。挡块结构116联接到内表面110并在内部通道112内以与主体结构102同轴布置的方式支撑气压管114。气压管114与位于探测器杆113内的第二气压管117连通。图2示出了不具有气压管的空气数据探测器100的远端部。
探测器尖端120附接在主体结构102的远端106。探测器尖端120包括外表面122和内表面124，它们分别与主体结构102的外表面108和内表面110邻接。探测器尖端120具有与内部通道112连通的开口128。开口128允许外侧空气从探测器尖端120穿过并进入内部通道112，空气然后通过开口115进入气压管114中。
空气数据探测器100的主体结构102和探测器尖端120可由一种或多种金属材料构成，特别是能承受在飞机飞行状态期间所经历的极端温度和环境情况的金属材料。适宜的金属材料包括镍铜合金，以及其它高热传导性的合金。
空气数据探测器100还包括电加热器线缆130，其的一部分具有螺旋构造。加热器线缆130例如通过铜焊或焊接工艺联接到主体结构102和探测器尖端120。加热器线缆130包括紧凑的联接到探测器尖端120的双层螺旋部132。加热器线缆130还包括接合到双层螺旋部132的单层螺旋部134。单层螺旋部134朝着近端104延伸远离探测器尖端120。加热器线缆130还包括联接到探测器杆113的任意的线缆布置部分138。任意的线缆布置部分138可以采用各种形式，其至少一部分具有非螺旋构造。图3说明了示出为与空气数据探测器100分开的加热器线缆130的更多细节。
如图2和3更为清楚地示出，双层螺旋部132包括以共轴布置方式接合到内螺旋层132b的外螺旋层132a。外螺旋层132a和内螺旋层132b设置为使得线圈转向段136位于双层螺旋部132与探测器尖端120的开口128相对的一侧上。双层螺旋部132的构造在探测器尖端120中提供了增加的加热器线缆130的量。这允许有所增加的热量输送到探测器尖端120，由此在结冰状态下为空气数据探测器100提供更多保护。
加热器线缆130由导热材料制成，如一种或多种金属或合金。在一个实施例中，加热器线缆130可以是同轴线缆，其具有被绝缘体包裹的中心加热线，绝缘体被钢质外壳环绕。加热器线缆130可在多个铜焊或焊接接头处联接到主体结构102。
在图1和2所示的示例中，加热器线缆130被示为沿着细长的主体结构102和探测器尖端120联接到空气数据探测器100的内表面。在这种实施方式中，双层螺旋部132例如通过铜焊或者焊接工艺联接到探测器尖端120的内表面124。同样，单层螺旋部134例如通过铜焊或者焊接工艺联接到主体结构102的内表面110。
在替换实施例中，加热器线缆130可以联接到空气数据探测器100的外表面。例如，双层螺旋部132可以例如通过铜焊或者焊接联接到探测器尖端120的外表面122。同样，单层螺旋部134可以例如通过铜焊或者焊接联接到主体结构102的外表面108。
在另一个替换实施例中，加热器线缆130可以在主体结构102的内外表面之间并且在探测器尖端120的内外表面之间以夹层类型结构形成。例如，双层螺旋部132可以在探测器尖端120的内表面124和外表面122之间例如通过铜焊或者铸造工艺而形成。同样，单层螺旋部134可以在主体结构102的内表面110和外表面108之间例如通过铜焊或者铸造加工而形成。
在工作期间，空气数据探测器100通过双层螺旋部132给探测器尖端120提供热量而得到加热，单层螺旋部134沿着主体结构102提供热量，而任意的线缆布置部分138给探测器杆113提供热量。加热器线缆130被配置为在飞机起飞之前提供足够的热量以从空气数据探测器100除冰，以及在飞机飞行期间除冰或者防止冰在空气数据探测器100上形成。
图4说明了根据另一实施例的空气数据探测器200的远端部。空气数据探测器200包括具有外表面208和相对内表面210的细长的主体结构，该内表面限定内部通道212。探测器尖端220与主体结构202在空气数据探测器200的远端一体形成。探测器尖端220包括外表面222和内表面224，它们形成为与外表面208和内表面210邻接。探测器尖端220具有开口228，其允许外侧空气从探测器尖端220穿过并进入到内部通道212。
空气数据探测器200还包括具有双螺旋构造的电线圈加热器线缆230。加热器线缆230例如通过铜焊或焊接工艺联接到主体结构202以及探测器尖端220。加热器线缆230包括联接到探测器尖端220以为探测器尖端220提供增加的热量的紧凑的双层螺旋部232。加热器线缆230还包括接合到紧凑的双层螺旋部232的细长的双层螺旋部234，其中细长的双层螺旋部234沿着主体结构202延伸。图5说明了示出为与空气数据探测器200分开的加热器线缆230的更多细节。
紧凑的双层螺旋部232包括以同轴紧密布置的方式接合到内螺旋层232b的外螺旋层232a。细长的双层螺旋部234包括以同轴松散布置的外螺旋段234a和内螺旋段234b。加热器线缆230被配置为使得外螺旋段234a接合到外螺旋层232a，而内螺旋层232b接合到内螺旋段234b。加热器线缆230被配置为使得外螺旋段234a接合到外螺旋层232a，而内螺旋层232b接合到内螺旋段234b。
在图4的实施例中，加热器线缆230被示为联接到空气数据探测器200的内表面。在这种实施方式中，紧凑的双层螺旋部232例如通过铜焊或焊接联接到探测器尖端220的内表面224。同样，细长的双层螺旋部234例如通过铜焊或者焊接联接到主体结构202的内表面210。
在替换的实施例中，加热器线缆230可以联接到空气数据探测器200的外表面。例如，紧凑的双层螺旋部232可以例如通过铜焊或焊接联接到探测器尖端220的外表面222。同样，细长的双层螺旋部234可以例如通过铜焊或焊接联接到主体结构202的外表面208。
在另一种替换实施例中，加热器线缆230可以在主体结构202的外表面208和内表面210之间以夹层类型结构的方式形成。例如，紧凑的双层螺旋部232可以例如通过铜焊或者铸造工艺在探测器尖端220的外表面222和内表面224之间形成。同样，细长的双层螺旋部234可以例如通过铜焊或者铸造工艺在主体结构202的外表面208和内表面210之间形成。
在工作期间，空气数据探测器200被紧凑的双层螺旋部232和细长的双层螺旋部234加热，紧凑的双层螺旋部232给探测器尖端220提供热量，细长的双层螺旋部234沿着主体结构202提供热量。
示例性实施例
示例1包括一种空气数据探测器，其包括：具有近端和远端的细长的主体结构，所述细长的主体结构包括外表面以及限定内部通道的相对的内表面；位于所述细长的主体结构的所述远端处的探测器尖端，所述探测器尖端包括与所述细长的主体结构的所述外表面和所述内表面邻接的外表面和内表面，所述探测器尖端具有与所述内部通道连通的开口，所述开口允许外侧空气从所述探测器尖端穿过并进入所述内部通道；以及电加热器线缆，所述电加热器线缆联接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端，所述电加热器线缆包括联接到所述细长的主体结构或者所述探测器尖端、或者联接到所述细长的主体结构以及所述探测器尖端两者的紧凑的双层螺旋部。
示例2包括示例1所述的空气数据探测器，其中，所述加热器线缆的所述紧凑的双层螺旋部包括以同轴布置的方式接合到内螺旋层的外螺旋层。
示例3包括示例2所述的空气数据探测器，其中，所述外螺旋层和所述内螺旋层布置为使得线圈转向段位于紧凑的双层螺旋部的与所述探测器尖端的所述开口相对的那侧上。
示例4包括示例1-3中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆进一步包括接合到所述紧凑的双层螺旋部的单层螺旋部，所述单层螺旋部沿着所述细长的主体结构朝着所述近端延伸。
示例5包括示例1-4中任一项所述的空气数据探测器，其进一步包括在所述近端联接到所述细长的主体结构的探测器杆，其中，所述电加热器线缆进一步包括联接到所述探测器杆的任意的线缆布置部分。
示例6包括示例1-2和5中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆进一步包括接合到所述紧凑的双层螺旋部的细长的双层螺旋部，所述细长的双层螺旋部沿着所述细长的主体结构朝着所述近端延伸。
示例7包括示例6所述的空气数据探测器，其中，所述细长的双层螺旋部包括成同轴布置的外螺旋段和内螺旋段。
示例8包括示例7所述的空气数据探测器，其中，所述细长的双层螺旋部的所述外螺旋段与所述紧凑的双层螺旋部的所述外螺旋层接合，而所述细长的双层螺旋部的所述内螺旋段接合到所述紧凑的双层螺旋部的所述内螺旋层。
示例9包括示例5-8中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述空气数据探测器利用所述探测器尖端处的所述紧凑的双层螺旋部加热、利用沿着所述细长的主体结构的所述单层螺旋部加热、并且利用沿着所述探测器杆的所述任意的线缆布置部分加热。
示例10包括示例1-9中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆被配置为提供足够的热以在飞机飞行之前从所述空气数据探测器除冰，以及在飞机飞行期间除冰或者防止冰在所述空气数据探测器上形成。
示例11包括示例1-10中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆联接到所述细长的主体结构的所述内表面，所述紧凑的双层螺旋部联接到所述探测器尖端或者所述细长的主体结构的所述内表面，或者联接到所述细长的主体结构及所述探测器尖端两者的所述内表面。
示例12包括示例1-10中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆联接到所述细长的主体结构的所述外表面，所述紧凑的双层螺旋部联接到所述探测器尖端或者所述细长的主体结构的所述外表面，或者联接到所述细长的主体结构及所述探测器尖端两者的所述外表面。
示例13包括示例1-10中任一项所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆联接在所述细长的主体结构的所述内表面和所述外表面之间，所述紧凑的双层螺旋部联接在所述细长的主体结构或者所述探测器尖端的所述内表面和所述外表面之间，或者联接在所述细长的主体结构及所述探测器尖端两者的所述内表面和所述外表面之间。
示例14包括一种制造空气数据探测器的方法，所述方法包括：形成具有近端和远端的细长的主体结构，所述细长的主体结构包括外表面以及限定内部通道的相对的内表面；在所述细长的主体结构的所述远端处形成或者附接探测器尖端，所述探测器尖端包括与所述细长的主体结构的所述外表面和所述内表面邻接的外表面和内表面，所述探测器尖端具有与所述内部通道连通的开口，所述开口允许外侧空气从所述探测器尖端穿过并进入所述内部通道；形成电加热器线缆，所述电加热器线缆包括在其远端处的紧凑的双层螺旋部；将电加热器线缆联接至所述细长的主体结构和所述探测器尖端，其中，所述紧凑的双层螺旋部联接到所述细长的主体结构或者所述探测器尖端、或者联接到所述细长的主体结构以及所述探测器尖端两者。
示例15包括示例14所述的方法，其中，所述电加热器线缆通过将所述电加热器线缆铜焊或者焊接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端的所述内表面而联接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端。
示例16包括示例14-15中任一项所述的方法，其中，通过将所述紧凑的双层螺旋部铜焊或者焊接到所述细长的主体结构或所述探测器尖端的所述内表面、或者到所述细长的主体结构和所述探测器尖端两者的所述内表面而联接所述紧凑的双层螺旋部。
示例17包括示例14所述的方法，其中，所述电加热器线缆通过将所述电加热器线缆铜焊或者焊接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端的所述外表面而联接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端。
示例18包括示例14和17中任一项所述的方法，其中，通过将所述紧凑的双层螺旋部铜焊或者焊接到所述细长的主体结构或所述探测器尖端的所述外表面、或者到所述细长的主体结构和所述探测器尖端两者的所述外表面而联接所述紧凑的双层螺旋部。
示例19包括示例14的任一项所述的方法，其中，所述电加热器线缆通过将所述电加热器线缆铜焊或者铸造在所述细长的主体结构和所述探测器尖端的所述内表面和所述外表面之间而联接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端。
示例20包括示例14和19中任一项的所述方法，其中，通过将所述紧凑的双层螺旋部铜焊或者铸造在所述细长的主体结构或所述探测器尖端的所述内表面和所述外表面之间、或者在所述细长的主体结构和所述探测器尖端两者的所述内表面和所述外表面之间而联接所述紧凑的双层螺旋部。
本发明可以在不偏离其基本特性的情况下以其他具体形式体现。所述实施例被认为在所有方面都仅仅是解释性而非限制性的。本发明的范围因此通过附随的权利要求而非前述说明进行限定。落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都被包括在它们的范围内。
Claims (3)
1.一种空气数据探测器，其包括：
具有近端和远端的细长的主体结构，所述细长的主体结构包括外表面以及限定内部通道的相对的内表面；
位于所述细长的主体结构的所述远端处的探测器尖端，所述探测器尖端包括与所述细长的主体结构的所述外表面和所述内表面邻接的外表面和内表面，所述探测器尖端具有与所述内部通道连通的开口，所述开口允许外侧空气从所述探测器尖端穿过并进入所述内部通道；以及
电加热器线缆，所述电加热器线缆联接到所述细长的主体结构和所述探测器尖端，所述电加热器线缆包括联接到所述细长的主体结构或者所述探测器尖端、或者联接到所述细长的主体结构以及所述探测器尖端两者的紧凑的双层螺旋部。
2.如权利要求1所述的空气数据探测器，其中，所述电加热器线缆进一步包括：
单层螺旋部，所述单层螺旋部接合到所述紧凑的双层螺旋部，所述单层螺旋部沿着所述细长的主体结构朝着所述近端延伸；或
细长的双层螺旋部，所述细长的双层螺旋部接合到所述紧凑的双层螺旋部，所述细长的双层螺旋部沿着所述细长的主体结构朝着所述近端延伸。
3.一种制造空气数据探测器的方法，所述方法包括：
形成具有近端和远端的细长的主体结构，所述细长的主体结构包括外表面以及限定内部通道的相对的内表面；
在所述细长的主体结构的所述远端处形成或者附接探测器尖端，所述探测器尖端包括与所述细长的主体结构的所述外表面和所述内表面邻接的外表面和内表面，所述探测器尖端具有与所述内部通道连通的开口，所述开口允许外侧空气从所述探测器尖端穿过并进入所述内部通道；
形成电加热器线缆，所述电加热器线缆包括在其远端处的紧凑的双层螺旋部；以及
将所述电加热器线缆联接至所述细长的主体结构和所述探测器尖端，其中，所述紧凑的双层螺旋部联接到所述细长的主体结构或者所述探测器尖端、或者联接到所述细长的主体结构以及所述探测器尖端两者。
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