CN110171560B - 一种用于飞行器上的隔热隔音毯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种飞行器上的隔热隔音毯。所述隔热隔音毯，内衬连接于飞行器的机身壁体内，包括隔热隔音毯本体，所述隔热隔音毯本体朝向所述机身壁体的一侧具有发热层，和/或，所述隔热隔音毯本体远离所述机身壁体的一侧具有发热层。本发明的一种用于飞行器上的隔热隔音毯，具有发热层能够对飞行器的机身进行加热，有效去除机身结冰，并能够消除隔热隔音毯自身的凝水。

Description

一种用于飞行器上的隔热隔音毯
技术领域
本发明属于飞机制造技术领域，具体涉及一种用于飞行器上的隔热隔音毯(TAIB，thermal acoustic insulation blanket)。
背景技术
在寒冷天气，为了减少机体表面形成的冰层对起飞时产生的重大阻力，飞机等飞行器在寒冷天气下起飞前需要进行除冰程序。传统的除冰程序多采用以防冻液为主的除冰剂实现，而这种防冻液除冰的方式具有费时费力、环保性低的不足。在另一种情况下，飞机起飞前除冰就绪，但却由于某些突发事件而不能及时起飞，此时在再次起飞之前需要对飞机机体再次除冰，这使除冰过程更加的费时费力。近年出现了某些新的发明，比如使用电热方法来除冰，电热除冰理论上可以用在飞机整体上面，而在实际使用上却由于飞机机身的复杂结构只能针对机翼处理，甚至尚未被普及使用。
如前所述，目前对于机身的除冰方式仍多是采用传统的防冻液方式，而目前的电热除冰方式由于飞机机身内部的复杂结构，使其难以被实际应用，例如单独增加相应的电加热全套设施在机身上，将导致机身的重量远远超出飞机的设计自重。基于这种现状，提出本发明。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于飞行器上的隔热隔音毯，具有发热层能够对飞行器的机身进行加热，有效去除机身结冰，并能够消除隔热隔音毯自身的凝水。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于飞行器上的隔热隔音毯，内衬连接于飞行器的机身壁体内，包括隔热隔音毯本体，所述隔热隔音毯本体朝向所述机身壁体的一侧具有发热层，和/或，所述隔热隔音毯本体远离所述机身壁体的一侧具有发热层。
优选地，所述发热层包括基层及发热涂层，所述发热涂层涂布于所述基层的一侧。
优选地，所述发热涂层的材料为炭黑、石墨或者石墨烯中的任意一种。
优选地，所述基层的材料为耐高温聚合物，或，固有发热性材料。
优选地，所述基层采用流延或热塑性挤出工艺制作。
优选地，所述发热涂层构造有电源引入极及电源引出极。
优选地，所述发热层还包括绝缘保护层，所述发热涂层处于所述基层与所述绝缘保护层之间。
优选地，所述发热层的厚度不超过100微米。
本发明提供的一种用于飞行器上的隔热隔音毯，由于在现有的隔热隔音毯的一侧设置了发热层，从而能够通过所述发热层对所述机身壁体进行加热操作，这种方式的改造对机舱内的配套设施的改动最小，尤其是在所述发热层的厚度较小时，其基本上并不对现有的飞行器内部构造形成任何不利影响，却能够依靠所述发热层的发热能力对机身加热，有效去除机身结冰；另外，采用了本发明的隔热隔音毯则可以在适当环境地下运行其发热层使所述隔热隔音毯本体的温度高于相应环境的露点，进而可以有效防止水气在所述隔热隔音毯本体中的凝结，这能够极大的节省飞行器的耗油量。
附图说明
图1为本发明实施例的隔热隔音毯用于飞行器中的结构示意图；
图2为图1中隔热隔音毯与机身壁体的局部结构示意图；
图3为图2中发热层的一种具体结构示意图。
附图标记表示为：
1、隔热隔音毯本体；2、发热层；21、基层；22、发热涂层；221、电源引入极；222、电源引出极；23、绝缘保护层；10、机身壁体。
具体实施方式
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供本发明提供一种用于飞行器上的隔热隔音毯，内衬连接于飞行器的机身壁体10内，以将飞行器外侧的高温或者低温以及噪音与机舱内部有效隔绝，所述飞行器例如可以是一种客机，所述隔热隔音毯包括隔热隔音毯本体1，所述隔热隔音毯本体1朝向所述机身壁体10的一侧具有发热层2，和/或，所述隔热隔音毯本体1远离所述机身壁体10的一侧具有发热层2。该技术方案中，由于在现有的隔热隔音毯的一侧设置了发热层2，从而能够通过所述发热层2对所述机身壁体10进行加热操作，这种方式的改造对机舱内的配套设施的改动最小，尤其是在所述发热层2的厚度较小时，其基本上并不对现有的飞行器内部构造形成任何不利影响，却能够依靠所述发热层2的发热能力对机身加热，有效去除机身结冰，尤其是在所述发热层2设置在朝向所述机身壁体10的一侧时，由于所述隔热隔音本体1的作用，使所述发热层2散热的热量最大程度的传导向所述机身壁体10一侧，进而使所述发热层2的热量利用程度最高，当然，可以理解的是，所述隔热隔音毯本体1在隔热隔音方面不可能做到100％的隔离而只是最大程度的隔离，由此，将所述发热层2设置在远离所述机身壁体10一侧并不当然不能对所述机身壁体10加热，只是所述发热层2的热量利用率相对较低一些；另外一方面，现有的隔热隔音毯本体的结构像一个胶袋，在飞机器(例如飞机)运行经过高温潮湿的天气或者在较为湿冷环境中，所述隔热隔音毯里面的水气将冷凝成为液态水，并被保存于所述隔热隔音毯内，这无疑将增加飞机的整机重量；进一步讲，前述积水的产生是因为环境从常温至低温(飞机机身壁体10在飞行高度持续在零下30℃-40℃)不断地循环，每个循环把水气凝结并随着时间增加，某些隔热隔音毯的外周材料会增设阻隔水气的涂层，这会减慢但却并不能完全阻止水气的凝结，当经过长久时间的运行，隔热隔音毯将因为积水太多而需要更换，而采用了本发明的隔热隔音毯则可以在适当环境地下运行其发热层2使所述隔热隔音毯本体1的温度高于相应环境的露点，进而可以有效防止水气在所述隔热隔音毯本体1中的凝结，这能够极大的节省飞行器的耗油量。进一步来讲，所述发热层2可以灵活设置在所述隔热隔音毯本体1朝向所述机身壁体10的一侧的任意预定位置甚至全部侧面。
参见图3示出，作为所述发热层2的一种具体实施方式，优选地，所述发热层2包括基层21及发热涂层22，所述发热涂层22涂布于所述基层21的一侧，也即所述发热涂层22与所述基层21有机结合成为一个发热层2整体，此整体则可以作为所述隔热隔音毯本体1的一个有机部分，其也可以作为一个相对于所述隔热隔音毯本体1独立的一个部分连接于所述隔热隔音毯本体1的一侧，例如，所述发热层2黏贴于所述隔热隔音毯本体1的一侧，可以理解的是，本发明并无意于对所述现有的隔热隔音毯本体1的内部构造进行改变或者创新，本发明致力于如何充分利用现有的飞行器中已敷设于其机舱内壁的隔热隔音毯本体1，构造成为本发明的隔热隔音毯进而实现对所述机身的升温，实现对机身除冰的同时，干燥所述隔热隔音毯本体1内的水分。进一步的，所述发热层2在具体表现形式上例如可以为一种膜状结构，而此时的发热涂层22则以颗粒的方式与所述基层21交融为一体。
所述发热涂层22的材料为炭黑、石墨或者石墨烯等高分子材料中的任意一种，而所述基层21的材料则优先选择耐高温聚合物，例如聚氟乙烯(PVF)、聚二氟乙烯(PVDF)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚亚苯基砜(PPSU)、聚醚醚酮(PEEK)及聚酰亚胺(PI)中的任意一种，或，固有发热性材料，例如聚乙炔或聚亚苯基亚乙烯基等之一。
所述基层21采用流延或热塑性挤出工艺制作。
进一步的，所述发热涂层22构造有电源引入极221及电源引出极222，以对所述发热涂层22提供必要的电能而触发其发热作用。最好的，所述发热层2还包括绝缘保护层23，所述发热涂层22处于所述基层21与所述绝缘保护层23之间，以保证所述发热涂层22的绝缘性能。前述的电源引入极221、电源引出极222例如也可以采用铜线制作，并使两者集成为一个USB插口型式，从而使所述发热层2的供电采用插拔方式即可实现。在电源电参数选择方面，可以依据飞行器上电源的设置情况选择，理论上应在保证发热功率需求的前提下采用较小的电压值，例如不超过220V的电压，或者不超过120V，最好的选择低电压例如48V、5V等，使其用电安全性得到保证。
为了保证所述发热层2的设置不会过量增加所述隔热隔音毯的质量，给飞行器的总体质量造成不利影响，优选地，所述发热层2的厚度不超过100微米，最好是能够低于50微米，当然，当所述发热涂层22的材料选择得当时，甚至能够将所述发热层2的厚度降至10微米，这对于飞行器在现有质量的基础上的增加量是微乎其微的，也即在实现对所述飞行器除冰的同时不会给飞行器质量造成不利负担，而不能否认的是，随着科学技术的进步，新的高分子材料可能会被进一步发掘出来并投入应用，而这可能会进一步降低所述发热层2的厚度上限。
为了能够较为完整的验证本申请的技术方案所达成技术效果，并本着节省成本的原则，发明人对本发明的技术方案进行了实物制造并进行了发热除冰实物模拟测试，试验方案设计如下。
关于机身的模拟设计：采用一根聚氯乙烯管材，壁厚3mm，直径50mm，传统飞行器机身材料多采用金属(合金)，其导热性能极好，所以在机身内把热能传达到外层不困难，近年来碳纤维复合材料被广泛应用在了机身上，而碳纤维复合材料包含一定分量的高分子材料如环氧树脂，导致热传效果不如金属，而聚氯乙烯(导热性能大概0.2W/(mK))的导热性能要低于碳纤维复合材料(一般碳纤维复合材料的导热性能大概0.5-0.6W/(mK))，基于这种现状，采用聚氯乙烯管材模拟机身示范除冰功能是能够直观反映本申请的技术效果的。
关于隔热隔音毯的模拟设计：以苏州碳丰石墨烯科技有限公司购买的石墨烯电热膜型号PI10*14cm/5V5W模拟发热层，其构造是聚酰亚胺薄膜软基材，将石墨烯夹设于两片所述聚酰亚胺薄膜软基材的一侧，保证发热面积为
10cmX14cm，发热功率为5W，接上铜的线路，然后连接到具有正负电极的
USB接口形成试验用的隔热隔音毯。
试验过程：
试验(1)：将所述隔热隔音毯贴敷于所述聚氯乙烯管材的内壁上，将所述隔热隔音毯与5V供电源电连接，将试验室温度调低至-18℃，向所述聚氯乙烯管材的外壁上喷洒液态水，30min后，所述10cmX14cm所对应的聚氯乙烯管材外部区域未结冰，而10cmX14cm对应区域之外的区域则已经结冰。
试验(2)：将所述隔热隔音毯贴敷于所述聚氯乙烯管材的内壁上，将所述隔热隔音毯与5V供电源断开电连接，将试验室温度调低至-18℃，向所述聚氯乙烯管材的外壁上喷洒液态水，待所述聚氯乙烯管材的外壁上结冰后，将所述隔热隔音毯与5V供电源电连接，15min后，所述10cmX14cm所对应的聚氯乙烯管材外部区域的冰融化成液体，而10cmX14cm对应区域之外的区域冰则无任何变化。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于飞行器上的隔热隔音毯，内衬连接于飞行器的机身壁体（10）内，其特征在于，包括隔热隔音毯本体（1），所述隔热隔音毯本体（1）朝向所述机身壁体（10）的一侧具有发热层（2），发热层（2）是作为所述隔热隔音毯本体（1）的一个有机部分，或者作为一个相对于所述隔热隔音毯本体（1）独立的一个部分连接于所述隔热隔音毯本体（1）的一侧；通过所述发热层（2）对所述机身壁体（10）进行加热，所述隔热隔音毯则运行其发热层（2）使所述隔热隔音毯本体（1）的温度高于相应环境的露点。
2.根据权利要求1所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述发热层（2）包括基层（21）及发热涂层（22），所述发热涂层（22）涂布于所述基层（21）的一侧。
3.根据权利要求2所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述发热涂层（22）的材料为炭黑、石墨或者石墨烯中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述基层（21）的材料为耐高温聚合物，或，固有发热性材料。
5.根据权利要求4所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述基层（21）采用流延或热塑性挤出工艺制作。
6.根据权利要求2所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述发热涂层（22）构造有电源引入极（221）及电源引出极（222）。
7.根据权利要求2所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述发热层（2）还包括绝缘保护层（23），所述发热涂层（22）处于所述基层（21）与所述绝缘保护层（23）之间。
8.根据权利要求1所述的隔热隔音毯，其特征在于，所述发热层（2）的厚度不超过100微米。
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