CN110963045A - 一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置及其工作方法，装置包含包括油箱、燃油泵、流量阀、电加热层、控制器、结冰探测器、温度传感器和液位计。本发明利用航空燃油在地面吸收大量的热量，在飞行过程中通过循环泵把温度较高的燃油输送到飞机机翼的内蒙皮与外蒙皮之间的隔层进行充分的热交换，保持机翼表面温度高于冰点，防止机翼结冰。同时在飞机燃油温度降低到一定值或油箱燃油量过低时直接加热机翼外蒙皮，以防燃油温度过低后除冰装置失去效能。本发明机翼除冰装置除冰效率高，并且能量来自于占飞机比重较高的燃油吸收的显热，从而有效地降低了防除冰装置的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及飞机防冰除冰技术领域，尤其涉及一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置及其工作方法。
背景技术
飞机机翼表面发生结冰的原因是因为大气中过冷水滴或降水中的过冷雨碰到温度低于冰点的飞机机翼后凝固而结冰，或者水汽直接在温度过低的机翼表面凝华结冰。飞行机翼结冰是一种严重的危害，它破坏了飞机表面的光滑流场，增加了飞行阻力，降低了飞行控制的可靠性以及飞机的升力。随着为补偿额外阻力的动力增加以及为保持高度而采取的机鼻抬升导致的飞行攻角的增加，临界攻角减小，飞机会在比正常状态下较高的速度或较低的攻角下就出现失速，操纵性和稳定性的恶化，可能陷入不受控制且无法恢复的翻转或仰俯状态，特别会引起起飞和着陆状态下的飞机操纵性失控，从而造成严重的飞行事故。
目前常见的防除冰技术按工作方式可分为机械除冰、液体防冰和热力防除冰。其中，机械除冰技术可分为气动带除冰和电脉冲除冰；热力防除冰技术按热源和加热方式可分为电热防除冰和气热防除冰。电热防除冰技术具有体积小，结构简单，可自动控制等优点使得其在飞机防除冰领域运用广泛。对保护面积小、防除冰要求低的部件采用电热周期除冰；对不允许结冰且耗电功率不大的风挡、空速管等部件，多采用电热防除冰技术；对保护面积大，防冰要求较高的机翼同样采用电热防除冰，但电热防除冰能耗较大，增加飞机燃油代偿损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置及其工作方法，利用航空燃油在地面吸收大量的热量，在飞行过程中通过循环泵把温度较高的燃油输送到飞机机翼的内蒙皮与外蒙皮之间的隔层，并通过控制器间歇性的控制流量阀的开启，有效地降低了防除冰装置的能耗。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置，包括油箱、循环泵、截止阀、控制器、第一温度传感器、电加热层、结冰探测器、流量阀、过滤器、液位计和第二温度传感器；
所述飞机的机翼外蒙皮、机翼内蒙皮之间形成若干条由机身指向机翼边缘的燃油流道；
所述油箱的出口、循环泵、截止阀的一端依次通过管道相连；所述截止阀的另一端分别和各条燃油通道靠近机身的一端通过管道相连；所述流量阀的一端分别和各条燃油通道远离机身的一端通过管道相连；流量阀的另一端、过滤器、油箱的入口依次通过管道相连；
所述过滤器用于过滤燃油流动过程中携带的杂质，避免杂质回流到油箱；
所述第一温度传感器、结冰探测器均设置在机翼外蒙皮外表面，其中，所述第一温度传感器用于测量机翼外蒙皮外表面的温度，并将其传递给所述控制器；所述结冰探测器用于探测机翼外蒙皮外表面是否结冰，并将结果传递给所述控制器；
所述电加热层设置在机翼外蒙皮外表面，用于接收控制器对机翼外蒙皮外表面进行加热；
所述液位计、第二温度传感器设置在油箱内，分别用于测量油箱内的液位高度、油液温度，并将其传递给所述控制器；
所述控制器分别和所述第一温度传感器、结冰探测器、液位计、第二温度传感器、循环泵、截止阀、流量阀、电加热层电气相连，用于根据第一温度传感器、结冰探测器、液位计、第二温度传感器的感应数据控制循环泵、截止阀、流量阀、电加热层工作。
本发明还公开了一种该引用飞机燃油机翼自动防除冰装置的工作方法，包含如下步骤：
步骤1），第一温度传感器、结冰探测器、第二温度传感器、液位计分别测量机翼外蒙皮外表面的温度、机翼外蒙皮外表面是否结冰、油箱内的液位高度、油箱内的油液温度，并将其传递给所述控制器；
步骤2），当第二温度传感器监测到飞机油箱内航空燃油温度高于冰点时，控制器控制循环泵工作、控制截止阀和流量阀开启；此时，循环泵将燃油从油箱里抽出，流经截止阀流入机翼隔层，燃油与机翼外蒙皮进行热量传递，保证机翼表面温度高于冰点，防止机翼结冰；充分换热后的燃油从机翼隔层流经过滤器回到油箱；
步骤3），当第二温度传感器监测到飞机油箱内航空燃油温度低于冰点或油箱燃油量过低时，控制器控制循环泵停止工作、控制截止阀和流量阀关闭，使得机翼隔层燃油不再循环流动；同时控制器控制电加热层工作，直接加热机翼外蒙皮。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本装置利用航空燃油在地面吸收大量的热量，在飞行过程中通过循环泵把温度较高的燃油输送到飞机机翼的内蒙皮与外蒙皮之间的隔层，并通过控制器间歇性的控制流量阀的开启，燃油与机翼外蒙皮通过热对流进行充分的热交换，能够保持机翼表面温度高于冰点，防止机翼结冰。同时，在内蒙皮与外蒙皮之间的隔层加装一套电加热层，待飞机燃油温度降低到一定值或油箱燃油量过低时接替工作，直接加热机翼外蒙皮，以防燃油温度过低后除冰装置失去效能。通过传感器与控制器来自动控制两个工作模式的切换，使得机翼除冰装置除冰效率高，并且能量来自于占飞机比重较高的燃油吸收的显热，从而有效地降低了防除冰装置的能耗。
附图说明
图1为一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置示意图。
其中，1-油箱，2-循环泵，3-截止阀，4-控制器，5-第一温度传感器，6-机翼外蒙皮，7-机翼内蒙皮，8-电加热层，9-结冰探测器，10-流量阀，11-过滤器，12-液位计，13-第二温度传感器（13）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置，包括油箱1、循环泵2、截止阀3、控制器4、第一温度传感器5、电加热层8、结冰探测器9、流量阀10、过滤器11、液位计12和第二温度传感器13；
所述飞机的机翼外蒙皮6、机翼内蒙皮7之间形成若干条由机身指向机翼边缘的燃油流道；
所述油箱1的出口、循环泵2、截止阀3的一端依次通过管道相连；所述截止阀3的另一端分别和各条燃油通道靠近机身的一端通过管道相连；所述流量阀10的一端分别和各条燃油通道远离机身的一端通过管道相连；流量阀10的另一端、过滤器11、油箱1的入口依次通过管道相连；
所述过滤器11用于过滤燃油流动过程中携带的杂质，避免杂质回流到油箱1；
所述第一温度传感器5、结冰探测器9均设置在机翼外蒙皮6外表面，其中，所述第一温度传感器5用于测量机翼外蒙皮6外表面的温度，并将其传递给所述控制器4；所述结冰探测器9用于探测机翼外蒙皮6外表面是否结冰，并将结果传递给所述控制器4；
所述电加热层8设置在机翼外蒙皮6外表面，用于接收控制器4对机翼外蒙皮6外表面进行加热；
所述液位计12、第二温度传感器13设置在油箱1内，分别用于测量油箱1内的液位高度、油液温度，并将其传递给所述控制器4；
所述控制器4分别和所述第一温度传感器5、结冰探测器9、液位计12、第二温度传感器13、循环泵2、截止阀3、流量阀10、电加热层8电气相连，用于根据第一温度传感器5、结冰探测器9、液位计12、第二温度传感器13的感应数据控制循环泵2、截止阀3、流量阀10、电加热层8工作。
本发明还公开了一种该引用飞机燃油机翼自动防除冰装置的工作方法，包含如下步骤：
步骤1，第一温度传感器5、结冰探测器9、第二温度传感器13、液位计12分别测量机翼外蒙皮6外表面的温度、机翼外蒙皮6外表面是否结冰、油箱1内的液位高度、油箱1内的油液温度，并将其传递给所述控制器4；
步骤2，当第二温度传感器13监测到飞机油箱1内航空燃油温度高于冰点时，控制器4控制循环泵2工作、控制截止阀3和流量阀10开启；此时，循环泵2将燃油从油箱1里抽出，流经截止阀3流入机翼隔层，燃油与机翼外蒙皮6进行热量传递，保证机翼表面温度高于冰点，防止机翼结冰；充分换热后的燃油从机翼隔层流经过滤器11回到油箱1；
步骤3，当第二温度传感器13监测到飞机油箱1内航空燃油温度低于冰点或油箱1燃油量过低时，控制器4控制循环泵2停止工作、控制截止阀3和流量阀10关闭，使得机翼隔层燃油不再循环流动；同时控制器4控制电加热层8工作，直接加热机翼外蒙皮6。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置，其特征在于，包括油箱（1）、循环泵（2）、截止阀（3）、控制器（4）、第一温度传感器（5）、电加热层（8）、结冰探测器（9）、流量阀（10）、过滤器（11）、液位计（12）和第二温度传感器（13）；
所述飞机的机翼外蒙皮（6）、机翼内蒙皮（7）之间形成若干条由机身指向机翼边缘的燃油流道；
所述油箱（1）的出口、循环泵（2）、截止阀（3）的一端依次通过管道相连；所述截止阀（3）的另一端分别和各条燃油通道靠近机身的一端通过管道相连；所述流量阀（10）的一端分别和各条燃油通道远离机身的一端通过管道相连；流量阀（10）的另一端、过滤器（11）、油箱（1）的入口依次通过管道相连；
所述过滤器（11）用于过滤燃油流动过程中携带的杂质，避免杂质回流到油箱（1）；
所述第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）均设置在机翼外蒙皮（6）外表面，其中，所述第一温度传感器（5）用于测量机翼外蒙皮（6）外表面的温度，并将其传递给所述控制器（4）；所述结冰探测器（9）用于探测机翼外蒙皮（6）外表面是否结冰，并将结果传递给所述控制器（4）；
所述电加热层（8）设置在机翼外蒙皮（6）外表面，用于接收控制器（4）对机翼外蒙皮（6）外表面进行加热；
所述液位计（12）、第二温度传感器（13）设置在油箱（1）内，分别用于测量油箱（1）内的液位高度、油液温度，并将其传递给所述控制器（4）；
所述控制器（4）分别和所述第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）、液位计（12）、第二温度传感器（13）、循环泵（2）、截止阀（3）、流量阀（10）、电加热层（8）电气相连，用于根据第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）、液位计（12）、第二温度传感器（13）的感应数据控制循环泵（2）、截止阀（3）、流量阀（10）、电加热层（8）工作。
2.根据权利要求1所述的引用飞机燃油机翼自动防除冰装置的工作方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤1），第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）、第二温度传感器（13）、液位计（12）分别测量机翼外蒙皮（6）外表面的温度、机翼外蒙皮（6）外表面是否结冰、油箱（1）内的液位高度、油箱（1）内的油液温度，并将其传递给所述控制器（4）；
步骤2），当第二温度传感器（13）监测到飞机油箱（1）内航空燃油温度高于冰点时，控制器（4）控制循环泵（2）工作、控制截止阀（3）和流量阀（10）开启；此时，循环泵（2）将燃油从油箱（1）里抽出，流经截止阀（3）流入机翼隔层，燃油与机翼外蒙皮（6）进行热量传递，保证机翼表面温度高于冰点，防止机翼结冰；充分换热后的燃油从机翼隔层流经过滤器（11）回到油箱（1）；
步骤3），当第二温度传感器（13）监测到飞机油箱（1）内航空燃油温度低于冰点或油箱（1）燃油量过低时，控制器（4）控制循环泵（2）停止工作、控制截止阀（3）和流量阀（10）关闭，使得机翼隔层燃油不再循环流动；同时控制器（4）控制电加热层（8）工作，直接加热机翼外蒙皮（6）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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