CN109625289A - 一种基于太阳能的飞机防除冰装置 - Google Patents

一种基于太阳能的飞机防除冰装置 Download PDF

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Abstract

本申请属于飞机防冰除冰设计技术领域，特别涉及一种基于太阳能的飞机防除冰装置。该飞机防除冰装置，包括：一个或多个电热元件，在飞机预定区域内设置；至少一个光电转化装置，一个光电转化装置与至少一个电热元件通过太阳能输电线连接。电热元件利用光电转化装置转化得到的电能发热从而实现对飞机的防冰、除冰，其能量不必自飞机动力系统获取，不会直接影响飞机的性能指标。

Description

一种基于太阳能的飞机防除冰装置
技术领域
本申请属于飞机防冰除冰设计技术领域，特别涉及一种基于太阳能的飞机防除冰装置。
背景技术
飞机结冰给飞机的安全飞行带来极大的安全隐患，其中，不乏由此致使的灾难性事故。飞机结冰对飞机飞行性能的影响是多方面的，其中，机翼、尾翼结冰，主要积聚在前缘部分，致使翼型阻力增加、临界迎角降低、升阻比下降，严重影响飞机的操纵性能；发动机进气道及进气部件结冰，会使得发动机的功率降低，甚至造成发动机的损坏；天线装置结冰，致使其容易发生机械折断，导致机上通信设备工作失效，由此造成不安全因素。
当前，飞机上防除冰系统主要包括机械式防除冰系统及电热式防除冰系统，其能量均来再飞机动力系统，其在一定程度上增加了飞机动力系统的负担，影响飞机的性能指标。
发明内容
本申请的目的是提供了一种基于太阳能的飞机防除冰装置，以克服或减轻至少上述问题。
本申请的技术方案是：
一种基于太阳能的飞机防除冰装置，包括：
一个或多个电热元件，在飞机预定区域内设置；
至少一个光电转化装置，一个光电转化装置与至少一个电热元件通过太阳能输电线连接。
可选地，一个光电转化装置包括两太阳能电池板，其中，
一个太阳能电池板与一个电热元件通过太阳能一输电线连接，且该电热元件与另一个太阳能电池板通过另一太阳能输电线连接。
可选地，上述飞机防除冰装置，还包括储能装置；
任一太阳能输电线均与储能装置通过一储能蓄电线连接。
可选地，任一电热元件与储能装置通过一储能输电线连接。
可选地，太阳能输电线与储能蓄电线的连接位置称为输电节点；
上述飞机防除冰装置还包括有多个峰值功率跟踪器；
任一太阳能输电线上均设置有一个峰值功率跟踪器，峰值功率跟踪器位于太阳能电池板与输电节点之间。
可选地，上述飞机防除冰装置，还包括能量管理控制器；
多个太阳能输电线开关，任一太阳能输电线上均设置有一个太阳能输电开关，且太阳能输电开关位于输电节点与电热元件之间，并与能量管理器电连接；
多个储能蓄电线开关，任一储能蓄电向上均设置有一个储能蓄电线开关，且每个储能蓄电线开关均与能量管理器电连接；
多个储能输电线开关，任一储能输电线上均设置有一个储能输电线开关，且每个储能输电线开关均与能量管理器电连接；
多个温度传感器，在温度传感预定位置内设置，且每个温度传感器均与能量管理控制器电连接；
多个结冰传感器，在结冰传感预定位置内设置，且每个温度传感器均与能量管理控制器电连接；
控制控制器根据温度传感器的监测值、结冰传感器的监测值及预设控制逻辑控制相应的太阳能输电线开关、储能蓄电线开关及储能输电线开关的通断。
可选地，预定控制逻辑包括：
太阳能输电线开关控制逻辑，若温度传感器的监测值低于温度预定值，或结冰传感器的监测值超过结冰厚度预定值，则开启对应的太阳能输电线开关，否则，关闭对应的太阳能输电线开关；
储能蓄电线开关控制逻辑，若温度传感器的监测值高于温度预定值且结冰传感器的监测值未超过结冰厚度预定值，则开启对应的储能蓄电线开关，否则，关闭对应的储能蓄电线开关；
储能输电线开关控制逻辑，若温度传感器的监测值低于温度预定值持续时长超过第一时长预定值，或结冰传感器的监测值超过结冰厚度预定值持续时长超过第二时长预定值，则开启对应的储能输电线开关，否则，关闭对应的储能输电线开关。
可选地，预定区域包括：
飞机机翼及尾翼所在区域；
飞机发动机进气道及进气部件所在区域；
飞机上的天线装置所在区域。
可选地，储能装置包括储能电池。
可选地，温度传感预定位置位于预定区域内；
结冰传感预定位置位于预定区域内。
本申请至少存在以下有益技术效果：提供了一种基于太阳能的飞机防除冰装置，该装置包括至少一个光电转化装置，其能够感受阳光，并将阳光转化为电能，电热元件利用光电转化装置转化得到的电能发热从而实现对飞机的防冰、除冰。该飞机防除冰装置的能量来自太阳光，克服了现有技术飞机防除冰装置的能量需自飞机动力系统获取的缺陷，其不会直接影响飞机的性能指标。
附图说明
图1是本申请种基于太阳能的飞机防除冰装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
一种基于太阳能的飞机防除冰装置，包括：
一个或多个电热元件1，在飞机预定区域内设置；
至少一个光电转化装置，一个光电转化装置与至少一个电热元件通过太阳能输电线连接。
进一步地，一个光电转化装置包括两太阳能电池板2，其中一个太阳能电池板2与一个电热元件1通过太阳能一输电线连接，且该电热元件1与另一个太阳能电池板2通过另一太阳能输电线连接。本领域技术人员容易理解的是，将一个电热元件1与分别与两个太阳能电池板2连接，一方面可以有效保证电热元件1的足够的电能供给，另一方面是为了能够在其中一个太阳能电池板2出现故障的情况下，仍有一个太阳能电池板2为电热元件1供电。
进一步地，上述飞机防除冰装置，还包括储能装置7；任一太阳能输电线均与储能装置7通过一储能蓄电线连接。任一电热元件1与储能装置7通过一储能输电线连接。设置储能装置，其可在太阳光照充足的情况下将多余的电能储存，储存的电能可在特定情况下供给电热元件1，也可设计用于其他合理的用途。
进一步地，太阳能输电线与储能蓄电线的连接位置称为输电节点；飞机防除冰装置还包括有多个峰值功率跟踪器3；任一太阳能输电线上均设置有一个峰值功率跟踪器3，且峰值功率跟踪器3位于太阳能电池板2与输电节点之间。峰值功率跟踪器3，亦被称为最大功率点跟踪器，其能够使太阳能电池板2工作在最大功率输出点。
进一步地，上述飞机防除冰装置，还包括能量管理控制器4；多个太阳能输电线开关，任一太阳能输电线上均设置有一个太阳能输电开关，且太阳能输电开关位于输电节点与电热元件1之间，并与能量管理器4电连接；多个储能蓄电线开关，任一储能蓄电向上均设置有一个储能蓄电线开关，且每个储能蓄电线开关均与能量管理器4电连接；多个储能输电线开关，任一储能输电线上均设置有一个储能输电线开关，且每个储能输电线开关均与能量管理器4电连接；多个温度传感器5，在温度传感预定位置内设置，且每个温度传感器均与能量管理控制器4电连接；多个结冰传感器6，在结冰传感预定位置内设置，且每个温度传感器均与能量管理控制器4电连接；控制控制器4根据温度传感器5的监测值、结冰传感器6的监测值及预设控制逻辑控制相应的太阳能输电线开关、储能蓄电线开关及储能输电线开关的通断。设置能量管理控制器4可以实现对太阳能电池板2电能输出量的有效管理。
进一步地，预定控制逻辑可以包括：太阳能输电线开关控制逻辑，若温度传感器5的监测值低于温度预定值，或结冰传感器6的监测值超过结冰厚度预定值，则开启对应的太阳能输电线开关，否则，关闭对应的太阳能输电线开关；储能蓄电线开关控制逻辑，若温度传感器5的监测值高于温度预定值且结冰传感器6的监测值未超过结冰厚度预定值，则开启对应的储能蓄电线开关，否则，关闭对应的储能蓄电线开关；储能输电线开关控制逻辑，若温度传感器5的监测值低于温度预定值持续时长超过第一时长预定值，或结冰传感器6的监测值超过结冰厚度预定值持续时长超过第二时长预定值，则开启对应的储能输电线开关，否则，关闭对应的储能输电线开关。
其中温度预定值、结冰厚度预定值、第一时长预定值、第二时长预定值可以由设计人员根据实际需求，综合各因素条件进行确定。此外，本领域技术人员，可结合现有技术在容易想到范围内对预定控制逻辑进行设定，或为实现某种目的或期望实现某种控制效果对其进行优化。
进一步地，预定区域包括：飞机机翼及尾翼所在区域；飞机发动机进气道及进气部件所在区域；飞机上的天线装置所在区域。
进一步地，储能装置7包括储能电池。
进一步地，温度传感预定位置位于预定区域内；结冰传感预定位置位于预定区域内。其中，温度传感预定位置可以位于电热元件1上或位于电热元件附近。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于太阳能的飞机防除冰装置，其特征在于，包括：
一个或多个电热元件(1)，在飞机预定区域内设置；
至少一个光电转化装置，一个所述光电转化装置与至少一个所述电热元件通过太阳能输电线连接。
2.根据权利要求1所述的飞机防除冰装置，其特征在于，一个所述光电转化装置包括两太阳能电池板(2)，其中，
一个所述太阳能电池板(2)与一个所述电热元件(1)通过太阳能一输电线连接，且该所述电热元件(1)与另一个所述太阳能电池板(2)通过另一太阳能输电线连接。
3.根据权利要求2所述的飞机防除冰装置，其特征在于，还包括储能装置(7)；
任一太阳能输电线均与所述储能装置(7)通过一储能蓄电线连接。
4.根据权利要求3所述的飞机防除冰装置，其特征在于，
任一所述电热元件(1)与所述储能装置(7)通过一储能输电线连接。
5.根据权利要求3所述的飞机防除冰装置，其特征在于，
所述太阳能输电线与所述储能蓄电线的连接位置称为输电节点；
所述飞机防除冰装置还包括有多个峰值功率跟踪器(3)；
任一太阳能输电线上均设置有一个所述峰值功率跟踪器(3)，所述峰值功率跟踪器(3)位于所述太阳能电池板(2)与所述输电节点之间。
6.根据权利要求4所述的飞机防除冰装置，其特征在于，还包括能量管理控制器(4)；
多个太阳能输电线开关，任一所述太阳能输电线上均设置有一个所述太阳能输电开关，且所述太阳能输电开关位于所述输电节点与所述电热元件(1)之间，并与所述能量管理器(4)电连接；
多个储能蓄电线开关，任一所述储能蓄电向上均设置有一个所述储能蓄电线开关，且每个所述储能蓄电线开关均与所述能量管理器(4)电连接；
多个所述储能输电线开关，任一所述储能输电线上均设置有一个所述储能输电线开关，且每个所述储能输电线开关均与所述能量管理器(4)电连接；
多个温度传感器(5)，在温度传感预定位置内设置，且每个所述温度传感器均与所述能量管理控制器(4)电连接；
多个结冰传感器(6)，在结冰传感预定位置内设置，且每个所述温度传感器均与所述能量管理控制器(4)电连接；
所述控制控制器(4)根据所述温度传感器(5)的监测值、所述结冰传感器(6)的监测值及预设控制逻辑控制相应的所述太阳能输电线开关、储能蓄电线开关及所述储能输电线开关的通断。
7.根据权利要求6所述的飞机防除冰装置，其特征在于，所述预定控制逻辑包括：
太阳能输电线开关控制逻辑，若所述温度传感器(5)的监测值低于温度预定值，或所述结冰传感器(6)的监测值超过结冰厚度预定值，则开启对应的所述太阳能输电线开关，否则，关闭对应的所述太阳能输电线开关；
储能蓄电线开关控制逻辑，若所述温度传感器(5)的监测值高于所述温度预定值且所述结冰传感器(6)的监测值未超过所述结冰厚度预定值，则开启对应的所述储能蓄电线开关，否则，关闭对应的所述储能蓄电线开关；
储能输电线开关控制逻辑，若所述温度传感器(5)的监测值低于所述温度预定值持续时长超过第一时长预定值，或所述结冰传感器(6)的监测值超过所述结冰厚度预定值持续时长超过第二时长预定值，则开启对应的所述储能输电线开关，否则，关闭对应的所述储能输电线开关。
8.根据权利要求7所述的飞机防除冰装置，其特征在于，所述预定区域包括：
飞机机翼及尾翼所在区域；
飞机发动机进气道及进气部件所在区域；
飞机上的天线装置所在区域。
9.根据权利要求8所述的飞机防除冰装置，其特征在于，所述储能装置(7)包括储能电池。
10.根据权利要求8所述的飞机防除冰装置，其特征在于，
所述温度传感预定位置位于所述预定区域内；
所述结冰传感预定位置位于所述预定区域内。
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