CN112193421A - 一种用于机翼防除冰的电加热涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于机翼防除冰的电加热涂层，包括若干段沿机翼前缘的长度方向分段设置的区域加热层、与区域加热层一一对应并用于检测机翼前缘的表面温度的温度传感器、以及信号连接于温度传感器与区域加热层的控制器，当温度传感器所检测的温度小于预设温度时，控制器控制对应温度传感器的区域加热层进行加热。采用分段独立加热的方式，可使部分区域加热层对机翼前缘进行加热，避免加热面积过大而导致消耗功率过大的问题，以解决无人机供电能力有限而无法主动加热除冰的难题。另外，由于采用分段控制模式，某段区域加热层故障时，其他段防除冰涂层依旧能进行防除冰工作，提高除冰的安全可靠性。

Description

一种用于机翼防除冰的电加热涂层
技术领域
本发明涉及机翼防冰技术领域，更具体地说，涉及一种用于机翼防除冰的电加热涂层。
背景技术
飞机在寒冷空气中飞行时，飞机的机翼往往会产生结冰，机翼一旦产生较多的结冰，将会影响飞机的正常飞行，危险飞机的飞行安全。
现有技术中，为防止飞机的机翼结冰，在飞机的机翼前缘涂覆自润滑防冰涂层，利用自润滑防冰涂层的属性，使水份不易停留在机翼表面，从而起到一定的防冰作用，但是，在极端环境下，依然避免不料飞机机翼结冰的问题，存在较大的安全隐患。
因此，如何进一步提高飞机机翼的防冰效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于机翼防除冰的电加热涂层，采用主动加热防除冰的方式，能够显著提高飞机机翼的防除冰效果，且分段式设计可以在某段区域加热层故障条件下，依旧保证飞机安全性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于机翼防除冰的电加热涂层，包括若干段沿机翼前缘的长度方向分段设置的区域加热层、与所述区域加热层一一对应并用于检测机翼前缘的表面温度的温度传感器、以及信号连接于所述温度传感器与所述区域加热层的控制器，当所述温度传感器所检测的温度小于预设温度时，所述控制器控制对应所述温度传感器的所述区域加热层进行加热。
优选的，所述区域加热层包括设于机翼前缘的电热涂层、铺设于机翼前缘的上下两侧的平行电极，所述平行电极包括正电极与负电极，所述正电极与所述负电极设于所述电热涂层两端，且所述正电极与所述负电极分别连接于电源的正极与负极。
优选的，所述控制器包括与所述区域加热层一一对应的手动控制按钮，所述手动控制按钮用于控制对应所述区域加热层的启闭。
优选的，所述预设温度为0℃。
优选的，所述电热涂层与所述机翼前缘之间设有绝缘涂层。
优选的，所述电热涂层外侧还设有防护涂层。
优选的，所述防护涂层为航空专用面漆。
本发明所提供的用于机翼防除冰的电加热涂层，包括若干段沿机翼前缘的长度方向分段设置的区域加热层，即采用电极热的方式主动提高机翼前缘的温度，以防止结冰或进行除冰，且采用分段独立加热的方式，可使部分区域加热层对机翼前缘进行加热，避免加热面积过大而导致消耗功率过大的问题，以解决无人机供电能力有限而无法主动加热除冰的难题。另外，由于采用分段控制模式，某段区域加热层故障时，其他段防除冰涂层依旧能进行防除冰工作，提高除冰的安全可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供用于机翼防除冰的电加热涂层的示意图；
图2为机翼前缘的局部示意图；
图3为平行电极布置于机翼前缘的示意图。
其中，1-机翼前缘、2-平行电极、3-防护涂层、4-电热涂层、5-绝缘涂层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种用于机翼防除冰的电加热涂层，采用分段加热的主动防除冰方式，能够显著提高飞机机翼的防除冰效果，保证飞行安全。
请参考图1至图3，图1为本发明所提供用于机翼防除冰的电加热涂层的示意图；图2为机翼前缘的局部示意图；图3为平行电极布置于机翼前缘的示意图。
本发明所提供的用于机翼防除冰的电加热涂层，包括若干段沿机翼前缘 1的长度方向分段设置的区域加热层、与区域加热层一一对应并用于检测机翼前缘1的表面温度的温度传感器、以及信号连接于温度传感器与区域加热层的控制器，当温度传感器所检测的温度小于预设温度时，控制器控制对应温度传感器的区域加热层进行加热。
考虑到机翼翼展超过20米，翼根防护面积较大，翼尖端较小，平均涂层弧长按25cm计算，机翼需要加热的面积不低于5平方米，按照0.3W每平方厘米进行设计，总功率达到15kW，考虑到电流限制，对单侧机翼进行分段设计和喷涂。如图1所示，单侧机翼长约10米，将单侧机翼沿长度方向分成九段区域，并进行分区设计、分区喷涂、分区控制。
其中，每段区域具设有区域加热层，每个区域加热层分别连接于控制器，以通过控制器对各个区域加热层进行独立控制，且每段区域的区域加热层均对应一个温度传感器，温度传感器用于检测该段区域的机翼前缘1的表面温度，即温度传感器与区域加热层一一对应，当其中一个温度传感器检测到的温度小于预设温度时，则控制器控制该温度传感器对应的区域加热层开启，以对该段的机翼前缘1的进行加热，防止结冰或进行除冰。
如此，可根据需要控制其中的一个或几个区域加热层工作，避免所有加热层同时工作而导致消耗功率过大的问题，从而可提高电加热层的使用的安全性，且通过分段加热的方式，可降低电加热层发生故障的风险，由于各段区域加热层是相互独立的，因此，当部分区域加热层发生故障时，其余区域加热层依然可以继续工作，从而，降低电加热层局部失效而导致机翼结冰的概率。
本发明所提供的用于机翼防除冰的电加热涂层，包括若干段沿机翼前缘 1的长度方向分段设置的区域加热层，即采用电极热的方式主动提高机翼前缘1的温度，以防止结冰或进行除冰，且采用分段独立加热的方式，可使部分区域加热层对机翼前缘1进行加热，避免加热面积过大而导致消耗功率过大的问题，以解决无人机供电能力有限而无法主动加热除冰的难题。另外，由于采用分段控制模式，某段区域加热层故障时，其他段防除冰涂层依旧能进行防除冰工作，提高除冰的安全可靠性。
在上述实施例的基础之上，作为一种优选，区域加热层包括设于机翼前缘1的电热涂层4、铺设于机翼前缘1的上下两侧的平行电极2，平行电极2 包括正电极与负电极，正电极与负电极设于电热涂层4两端，且正电极与负电极分别连接于电源的正极与负极。
本实施例中，考虑到区域加热层的具体设置方式，具体的，区域加热层包括电热涂层4，并在机翼前缘1的上下两侧各铺设一条电极，分别为正电极与负电极，正电极连接于电源的正极，负电极连接于电源的负极，两电极相互平行，且正电极与负电极分别位于电热涂层4的两端，从而通过电热涂层4中的电阻丝发热对自润滑涂层进行加热。
另外，控制器可包括控制盒与配电盒，配合盒用于为正电极与负电极配电，控制盒用于对配电盒进行控制，以实现对区域加热层工作的启闭进行控制。控制盒与配电盒可设置在中机腹设备舱内。配电盒分为左右两个，分别安装在左右供电吊舱转接梁内。单侧的配电盒根据控制盒的指令将单侧供电吊舱的电能分别供给单侧机翼的电热涂层4。
在上述实施例的基础之上，作为一种优选，控制器包括与区域加热层一一对应的手动控制按钮，手动控制按钮用于控制对应区域加热层的启闭。
本实施例中，控制器包括手动控制按钮，手动控制按钮用于主动控制区域加热层的开启与关闭，且手动控制按钮与区域加热层一一对应，以便在需要时对某个区域的区域加热层进行手动控制，例如，操作人员通过监控摄像机观察到机翼有结冰情况，则可直接通过手动控制按钮进行人工控制。
在上述实施例的基础之上，考虑到预设温度的具体数值，作为一种优选，预设温度为0℃。当然，还可根据需要设置为其他的温度。
在上述实施例的基础之上，作为一种优选，电热涂层4与机翼前缘1之间设有绝缘涂层5。即本实施例中，在机翼前缘1与电热涂层4之间设置绝缘涂层5，具体的，绝缘涂层5可为绝缘面漆，以防止电热涂层4漏电。具体的，绝缘涂层5有两层，底部是玻璃布加DG-3胶，上面又喷了一层航空专用底漆。
在上述实施例的基础之上，作为一种优选，电热涂层4外侧还设有防护涂层3，具体的，防护涂层3为航空专用面漆。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供用于机翼防除冰的电加热涂层进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，包括若干段沿机翼前缘(1)的长度方向分段设置的区域加热层、与所述区域加热层一一对应并用于检测机翼前缘(1)的表面温度的温度传感器、以及信号连接于所述温度传感器与所述区域加热层的控制器，当所述温度传感器所检测的温度小于预设温度时，所述控制器控制对应所述温度传感器的所述区域加热层进行加热。
2.根据权利要求1所述的用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，所述区域加热层包括设于机翼前缘(1)的电热涂层(4)、铺设于机翼前缘(1)的上下两侧的平行电极(2)，所述平行电极(2)包括正电极与负电极，所述正电极与所述负电极设于所述电热涂层(4)两端，且所述正电极与所述负电极分别连接于电源的正极与负极。
3.根据权利要求2所述的用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，所述控制器包括与所述区域加热层一一对应的手动控制按钮，所述手动控制按钮用于控制对应所述区域加热层的启闭。
4.根据权利要求3所述的用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，所述预设温度为0℃。
5.根据权利要求2至4任一项所述的用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，所述电热涂层(4)与所述机翼前缘(1)之间设有绝缘涂层(5)。
6.根据权利要求5所述的用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，所述电热涂层(4)外侧还设有防护涂层(3)。
7.根据权利要求6所述的用于机翼防除冰的电加热涂层，其特征在于，所述防护涂层(3)为航空专用面漆。
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