CN116039933A - 一种用于飞机螺旋桨除冰的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞机螺旋桨除冰的系统及方法，涉及除冰装置技术领域；系统包括除冰控制模块和除冰接通断路器，远程断路器用于获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块用于获得远程断路器发来的待机指令、上电并能够将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元；方法包括除冰控制步骤，除冰控制步骤包括远程断路器获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块获得远程断路器发来的待机指令、上电并将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元；其通过除冰控制模块和除冰接通断路器，将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元，实现除冰控制。

Description

一种用于飞机螺旋桨除冰的系统及方法

技术领域

本发明涉及除冰装置技术领域，尤其涉及一种用于飞机螺旋桨除冰的系统及方法。

背景技术

撰写人检索，检索式为TACD_ALL:(除冰AND恒定AND输出AND(间歇OR轮流))，获得较为接近的现有技术方案如下。

授权公告号为CN108979752B，名称为涡轮风扇发动机除冰压缩机和除冰过程。压缩机也称为增压器，包括入口结构，该入口结构通过从高压压缩机而来的增压热流体的循环流动而被除冰。除冰结构包括可变形膜，增压流体的循环流动经过该可变形膜的厚度。如果在膜上积累了冰，则增压流体的循环流动被阻止，结果是其压力使得膜变形，其方式是让积累的冰破裂。

授权公告号为CN1012427B，名称为除冰器控制系统。其中增压气源被连接到数个控制阀和一个调节阀上，该调节阀有一真空管路输出管路，输出管路也被连接到这些控制阀上。由时间定时器驱动的这些控制阀依次用压力管路和真空管路交替地隆起和收缩除冰单元。控制阀也响应于一压力探测器以这种顺序密封或锁闭已增压的除冰单元。

撰写人检索，检索式为TACD_ALL:(螺旋桨AND除冰AND(间歇OR轮流))，获得较为接近的现有技术方案如下。

授权公告号为CN102438896B，名称为用于螺旋桨风扇式螺旋桨叶片的除冰装置。其中，推进单元包括涡轮机，涡轮机旋转驱动至少一个转子，转子包括多个叶片，多个叶片绕随这些叶片运动的环形冠状部设置，环形冠状部的外壁形成推进单元的部分外罩部，所述外罩部承受推进单元外部的大气条件。所述涡轮机产生通过环形脉状管离开的热气体流，环形脉状管与运动的环形冠状部同轴，并且其表面部分地由所述运动的环形冠状部的内壁限定。包括：从热脉状管获取热能的装置，装置在运动的环形部件内；将热能向转子叶片传递的装置；将热能分配至所述叶片的表面的至少一部分上的装置。

授权公告号为CN111731485B，名称为一种自主间歇式除冰装置及其安装方法和除冰方法。其中一种自主间歇式除冰装置，包括记忆材料支架和电加热模块，所述记忆材料支架设置若干个，若干个记忆材料支架连接电加热模块；所述记忆材料支架设置在内壁上时，使电加热模块具有两种状态；状态一：电加热模块的接触面与内壁不接触；状态二：电加热模块的接触面与内壁接触。电加热模块对冰层局部瞬时快速加热，冰层与内壁接触面汽化带来的气压可以破碎较大范围冰层；对比现有技术中缓慢加热，具有单位面积除冰的能量利用率更高的优点；且还具有结构简单可靠的优点。

撰写人检索，检索式为TACD_ALL:(螺旋桨AND除冰AND电刷AND计时)，无对比文件。

撰写人检索，检索式为TACD_ALL:(螺旋桨AND除冰AND电刷AND断路器)，无对比文件。

撰写人检索，检索式为TACD_ALL:(螺旋桨AND除冰AND电刷AND继电器)，无对比文件。

撰写人检索，检索式为TACD_ALL:(螺旋桨AND电刷AND继电器AND冰)，无对比文件。

结合上述专利文献和现有的技术方案，发明人分析现有技术方案如下。

我国北方冬季经常出现冰雪天气，飞机表面极易结冰，结冰现象影响飞机的气动外形和飞行安全，给飞行带来了极大地危害。在螺旋桨飞机上，如果螺旋桨桨叶前缘结冰，会破坏螺旋桨的气动和质量平衡，引起螺旋桨的振动，螺旋桨将不能正常工作。所以为了保障飞行安全，必须对螺旋桨采取除冰措施，因为除冰部位表面积不大，最适用的防冰装置就是电热防冰。

现有技术问题及思考：

如何解决飞行器表面除冰控制的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于飞机螺旋桨除冰的系统及方法，解决除冰控制的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于飞机螺旋桨除冰的系统包括除冰控制模块和除冰接通断路器，除冰接通断路器与除冰控制模块电连接，远程断路器用于获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块用于获得远程断路器发来的待机指令、上电并能够将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。

进一步的技术方案在于：除冰控制模块为程序模块，还用于获得分配指令，根据分配指令分配。

进一步的技术方案在于：除冰控制模块，还用于能够将能源轮流分配往每一除冰单元。

进一步的技术方案在于：除冰控制模块包括控制器和多个驱动单元，控制器用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制能源输出并供相应的一个除冰单元工作。

进一步的技术方案在于：还包括壳体，驱动单元位于壳体内部，壳体用于屏蔽干扰。

进一步的技术方案在于：还包括二极管，二极管与驱动单元电连接，二极管用于保护驱动单元。

进一步的技术方案在于：还包括分流器，远程断路器与分流器电连接，分流器用于获得远程断路器的工作数据并发往除冰电流表。

进一步的技术方案在于：驱动单元为继电器。

进一步的技术方案在于：控制器用于控制每一继电器轮流导通并用于给相应的一个除冰单元供电。

进一步的技术方案在于：驱动单元包括第一继电器和第二继电器，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，部分的除冰单元为两个除冰单元中的一个除冰单元。

进一步的技术方案在于：控制器包括远程断路器，远程断路器分别与每一继电器连接。

进一步的技术方案在于：还包括第一除冰控制模块，第一除冰控制模块，用于远程断路器获得待机指令，远程断路器动作并允许所有的继电器上电，第一继电器获得供电后导通并用于给第一除冰单元供电，第二继电器获得供电后导通并用于给第二除冰单元供电。

进一步的技术方案在于：还包括除冰电流表，除冰电流表与分流器电连接。

进一步的技术方案在于：还包括除冰手动模式开关、除冰自动模式开关、除冰控制断路器和除冰计时器，除冰控制断路器与除冰自动模式开关电连接，除冰自动模式开关与除冰手动模式开关电连接，除冰自动模式开关与除冰计时器电连接，除冰手动模式开关与除冰控制模块电连接，除冰计时器与除冰控制模块电连接。

进一步的技术方案在于：第一除冰控制模块，还用于除冰接通断路器获知被按下并导通，形成待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电；除冰控制断路器获知被按下并导通，形成启动指令并发往除冰自动模式开关，除冰自动模式开关获得启动指令并上电；除冰手动模式开关获知被拨动至其第一侧或者第二侧，形成工作指令并发往除冰控制模块，除冰控制模块获得工作指令并用于给相应的一个除冰单元供电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第一侧或者第二侧，形成工频指令并发往除冰计时器，除冰计时器获得工频指令后控制一个除冰单元按照相应的工频交替导通供电；除冰单元为除冰套，除冰套包括第一除冰套和第二除冰套，第一除冰套为设置在螺旋桨内侧的除冰套，第二除冰套为设置在螺旋桨外侧的除冰套，两个除冰套用于通过导电滑环获得供电。

进一步的技术方案在于：还包括第一除冰电刷和第二除冰电刷，除冰控制模块与第一除冰电刷电连接，除冰控制模块与第二除冰电刷电连接。

一种用于飞机螺旋桨除冰的方法包括除冰控制步骤，除冰控制步骤包括远程断路器获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块获得远程断路器发来的待机指令、上电并将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。

进一步的技术方案在于：所述除冰步骤具体包括如下步骤，除冰接通断路器获知被按下并导通，形成待机指令、发往远程断路器并允许远程断路器上电；远程断路器获得待机指令，远程断路器动作并允许所有的继电器上电，除冰控制断路器获知被按下并导通，形成启动指令并发往除冰自动模式开关，除冰自动模式开关获得启动指令并上电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第三侧即关闭位置并导通供电，除冰手动模式开关获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工作指令并发往第一继电器，第一继电器获得第一工作指令后导通并用于给第一除冰单元供电；除冰手动模式开关获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工作指令并发往第二继电器，第二继电器获得第二工作指令后导通并用于给第二除冰单元供电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工频指令并发往除冰计时器，除冰计时器获得第一工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第一交替工频供电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工频指令并发往除冰计时器，除冰计时器获得第二工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第二交替工频供电。

一种用于飞机螺旋桨除冰的系统包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述相应的步骤。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

第一，一种用于飞机螺旋桨除冰的系统包括除冰控制模块和除冰接通断路器，除冰接通断路器与除冰控制模块电连接，远程断路器用于获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块用于获得远程断路器发来的待机指令、上电并能够将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。该技术方案，其通过除冰控制模块和除冰接通断路器，能够将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元，实现除冰控制。

第二，一种用于飞机螺旋桨除冰的方法包括除冰控制步骤，除冰控制步骤包括远程断路器获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块获得远程断路器发来的待机指令、上电并将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。该技术方案，通过除冰控制步骤，将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元，实现除冰控制。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本发明实施例1的原理框图；

图2是本发明实施例3的原理框图；

图3是本发明实施例4的原理框图；

图4是本发明第一除冰控制装置的原理框图；

图5是本发明第二除冰控制装置的原理框图；

图6是本发明第三除冰控制装置的原理框图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种用于飞机螺旋桨除冰的系统包括除冰控制模块，用于能够将能源交替分配往两个除冰单元。除冰控制模块包括壳体、控制器、驱动单元、分流器2、除冰电流表18、第一除冰电刷24和第二除冰电刷25以及除冰控制程序模块，控制器包括远程断路器1、除冰手动模式开关19、除冰自动模式开关20、除冰接通断路器21、除冰控制断路器22和除冰计时器23，驱动单元包括用于控制内侧除冰套的第一继电器3、用于控制外侧除冰套的第二继电器4、第一二极管5、第二二极管6、连接器7、电源接线柱8、第一铜条16和第二铜条17。

如图1所示，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，远程断路器1的输出端与第一继电器3电连接，远程断路器1的输出端与第二继电器4电连接，控制器用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制能源输出并供相应的一个除冰单元工作。

远程断路器1、除冰手动模式开关19、除冰自动模式开关20、除冰接通断路器21、除冰控制断路器22和除冰计时器23、第一继电器3和第二继电器4形成除冰控制硬件模块。

壳体用于屏蔽干扰，远程断路器1、继电器、二极管和分流器均位于壳体内，二极管用于保护驱动单元，分流器用于获得远程断路器1的工作数据并发往除冰电流表18，控制器用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制能源输出并供相应的一个除冰单元工作。

如图1所示，远程断路器1的输出端与第一继电器3电连接，远程断路器1的输出端与第二继电器4电连接，远程断路器1与分流器2电连接，第一二极管5电连接在第一继电器3的第一输入端与第二输入端之间，第二二极管6电连接在第二继电器4的第一输入端与第二输入端之间。

如图1所示，第一电源的正极与除冰电流表18电连接，第一电源的正极与除冰自动模式开关20的接点5电连接，除冰自动模式开关20的接点4与接点2电连接，除冰自动模式开关20的接点1与除冰手动模式开关19的接点2电连接，除冰自动模式开关20的接点3与除冰计时器23的接点2电连接，除冰自动模式开关20的接点6与除冰计时器23的接点3电连接。

如图1所示，第二电源的正极与远程断路器1的第一输入端电连接，远程断路器1的第二输入端经除冰接通断路器21接地，远程断路器1的第一输出端经分流器2与除冰电流表18电连接，远程断路器1的第一输出端经分流器2与第一继电器3的片选端电连接，远程断路器1的第一输出端经分流器2与第二继电器4的片选端电连接，远程断路器1的第一输出端经分流器2与除冰计时器23的接点5电连接，远程断路器1的第二输出端与第一继电器3的第一输入端电连接，远程断路器1的第二输出端与第二继电器4的第二输入端电连接。

如图1所示，除冰手动模式开关19的接点3与第一继电器3的第二输入端电连接，除冰手动模式开关19的接点1与第二继电器4的第一输入端电连接。第一二极管5电连接在第一继电器3的第一输入端与第二输入端之间，第二二极管6电连接在第二继电器4的第一输入端与第二输入端之间，第一继电器3的第一输入端接地，第二继电器4的第二输入端接地。

如图1所示，第一继电器3的输出端与第一除冰电刷24的中间触点B电连接，第一继电器3的输出端与第二除冰电刷25的中间触点B电连接，第一继电器3的输出端与除冰计时器23的输入端接点6电连接。

如图1所示，第二继电器4的输出端与第一除冰电刷24的外侧触点A电连接，第二继电器4的输出端与第二除冰电刷25的外侧触点A电连接，第二继电器4的输出端与除冰计时器23的输入端接点4电连接。

除冰套包括第一除冰套和第二除冰套，第一除冰套为固定在螺旋桨内侧的除冰套，第二除冰套为固定在螺旋桨外侧的除冰套，第一除冰套与导电滑环连接，第二除冰套与导电滑环连接。

除冰控制程序模块，用于除冰接通断路器21获知被按下并导通，形成待机指令、发往远程断路器1并允许远程断路器1上电；远程断路器1获得待机指令，远程断路器1动作并允许所有的继电器上电，除冰控制断路器22获知被按下并导通，形成启动指令并发往除冰自动模式开关20，除冰自动模式开关20获得启动指令并上电；除冰自动模式开关20获知被拨动至其第三侧即关闭位置并导通供电，除冰手动模式开关19获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工作指令并发往第一继电器3，第一继电器3获得第一工作指令后导通并用于给第一除冰单元供电；除冰手动模式开关19获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工作指令并发往第二继电器4，第二继电器4获得第二工作指令后导通并用于给第二除冰单元供电；除冰自动模式开关20获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工频指令并发往除冰计时器23，除冰计时器23获得第一工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第一工频交替供电；除冰自动模式开关20获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工频指令并发往除冰计时器23，除冰计时器23获得第二工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第二工频交替供电。

其中，远程断路器1、分流器2、第一继电器3、第二继电器4、第一二极管5、第二二极管6、连接器7、电源接线柱8、第一铜条16、第二铜条17、除冰电流表18、除冰手动模式开关19、除冰自动模式开关20、除冰接通断路器21、除冰控制断路器22、除冰计时器23、第一除冰电刷24和第二除冰电刷25本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

实施例2：

本发明公开了一种用于飞机螺旋桨除冰的方法，基于实施例1的系统，包括除冰控制步骤，除冰控制步骤包括远程断路器1获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块获得远程断路器1发来的待机指令、上电并将电流交替循环分配往两个除冰单元中的一个除冰单元。

除冰控制步骤具体划分包括手动除冰步骤和自动除冰的步骤。

手动除冰步骤：

除冰接通断路器21获知被按下并导通，形成待机指令、发往远程断路器1并允许远程断路器1上电；远程断路器1获得待机指令，远程断路器1动作并允许所有的继电器上电，除冰控制断路器22获知被按下并导通，形成启动指令并发往除冰自动模式开关20，除冰自动模式开关20获得启动指令并上电；除冰自动模式开关20获知被拨动至其第三侧并导通供电，除冰手动模式开关19获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工作指令并发往第一继电器3，第一继电器3获得第一工作指令后导通并用于给第一除冰单元供电；除冰手动模式开关19获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工作指令并发往第二继电器4，第二继电器4获得第二工作指令后导通并用于给第二除冰单元供电；

自动除冰的步骤：

除冰自动模式开关20获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工频指令并发往除冰计时器23，除冰计时器23获得第一工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第一工频交替供电；除冰自动模式开关20获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工频指令并发往除冰计时器23，除冰计时器23获得第二工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第二工频交替供电。

实施例3：

如图2所示，本发明公开了一种用于飞机螺旋桨除冰的系统包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现实施例2的步骤。

实施例4：

如图3所示，本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例2中的步骤。

相对于上述实施例，其中的程序模块还可以为采用现有逻辑运算技术制成的硬件模块，实现相应的逻辑运算步骤、通信步骤和控制步骤，进而实现上述相应的步骤，其中的逻辑运算单元为现有技术不再赘述。

本项目中形成系统的控制盒为一个单独的装置，介绍如下。

如图1所示，除冰控制装置包括：远程断路器1、分流器2、用于控制内侧除冰套的第一继电器3、用于控制外侧除冰套的第二继电器4、第一二极管5、第二二极管6、连接器7、电源接线柱8、第一铜条16和第二铜条17。

如图1所示，螺旋桨除冰控制系统中还包括：除冰电流表18、除冰手动模式开关19、除冰自动模式开关20、除冰接通断路器21、除冰控制断路器22、除冰计时器23、第一除冰电刷24和第二除冰电刷25。

第一除冰控制装置：

如图4所示，第一除冰控制装置包括除冰控制模块，用于能够将能源交替分配往两个除冰单元。除冰控制模块包括控制器和驱动单元，控制器包括远程断路器，驱动单元为继电器，继电器包括第一继电器和第二继电器，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，远程断路器的输出端与第一继电器电连接，远程断路器的输出端与第二继电器电连接，控制器用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制能源输出并供相应的一个除冰单元工作。

远程断路器、第一继电器和第二继电器形成第一除冰控制硬件模块，第一除冰控制模块包括第一除冰控制硬件模块，第一除冰控制模块为硬件单元的组合。

第一除冰控制装置使用说明：

将远程断路器的接点3经除冰接通断路器接地，将第一继电器的控制端经一个开关接电源正极，将第二继电器的控制端经一个开关接电源正极。

第一除冰单元和第二除冰单元均为加热器，第一继电器与第一除冰单元电连接，第二继电器与第二除冰单元电连接。

其中，远程断路器、继电器、除冰单元和开关本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

按下除冰接通断路器导通，远程断路器获得待机指令，远程断路器动作并允许第一继电器和第二继电器上电。

按下第一继电器相应的开关，第一继电器获得供电后导通并用于给第一除冰单元供电，按下第二继电器相应的开关，第二继电器获得供电后导通并用于给第二除冰单元供电。

通过第一除冰控制装置的除冰控制模块，能够将电流交替分配往两个除冰单元。

除冰单元可以固定安装在飞行器的机身上，用于降低单位时间内的电流，提高除冰效率。因为第一除冰控制装置的装置在一时刻输出的电流是一恒定值，不同的时间段作用于不同的除冰单元，不需要太大的电流同时给两个除冰单元供电。由于两个除冰单元是交替获得电流并加热的，使得两个除冰单元相应区域的冰层受热不均，更容易破碎。

另外，除冰单元可以固定安装在机翼或者螺旋桨上，类似之处不再赘述。

相对于第一除冰控制装置，继电器还包括第三继电器，除冰单元还包括第三除冰单元，远程断路器的输出端与第三继电器电连接，将第三继电器的控制端经一个开关接电源正极。按下除冰接通断路器导通，远程断路器获得待机指令，远程断路器动作并允许三个继电器上电。通过该除冰控制模块，能够将电流轮流分配往三个除冰单元，即第一继电器、第二继电器和第三继电器依次轮流并循环导通，使得电流输出并相应的供给第一除冰单元、第二除冰单元和第三除冰单元。相似之处不再赘述。

相对于第一除冰控制装置，继电器还包括第三继电器和第四继电器，除冰单元还包括第三除冰单元和第四除冰单元，远程断路器的输出端与第三继电器电连接，远程断路器的输出端与第四继电器电连接，将第三继电器的控制端经一个开关接电源正极，将第四继电器的控制端经一个开关接电源正极。按下第一继电器和第二继电器相应的开关，使得在第一时间段内第一继电器和第二继电器工作，按下第三继电器和第四继电器相应的开关，使得在第二时间段内第三继电器和第四继电器工作，在不同的时间段分别有两个继电器导通。

第二除冰控制装置：

第二除冰控制装置不同于第一除冰控制装置之处在于，还包括壳体、二极管和分流器。

如图5所示，第二除冰控制装置包括除冰控制模块，用于能够将能源交替分配往两个除冰单元。除冰控制模块包括壳体以及固定在壳体内的控制器、驱动单元、二极管和分流器，壳体用于屏蔽干扰，控制器包括远程断路器，驱动单元为继电器，远程断路器、继电器、二极管和分流器均位于壳体内，二极管用于保护驱动单元，分流器用于获得远程断路器的工作数据并发往除冰电流表，控制器用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制能源输出并供相应的一个除冰单元工作。

继电器包括第一继电器和第二继电器，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，二极管包括第一二极管和第二二极管，远程断路器的输出端与第一继电器电连接，远程断路器的输出端与第二继电器电连接，远程断路器与分流器电连接，第一二极管电连接在第一继电器的第一输入端与第二输入端之间，第二二极管电连接在第二继电器的第一输入端与第二输入端之间。

远程断路器、第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管和分流器形成第二除冰控制硬件模块，第一除冰控制模块包括第二除冰控制硬件模块，第一除冰控制模块为硬件单元的组合。

第二除冰控制装置使用说明：

如图1所示，将第二除冰控制装置、除冰电流表18、除冰手动模式开关19、除冰自动模式开关20、除冰接通断路器21、除冰控制断路器22、除冰计时器23、第一除冰电刷24和第二除冰电刷25连接，形成除冰控制系统。

除冰套包括第一除冰套和第二除冰套，第一除冰套为固定在螺旋桨内侧的除冰套，第二除冰套为固定在螺旋桨外侧的除冰套，第一除冰套与导电滑环连接，第二除冰套与导电滑环连接。

除冰控制的方法参见后面的工作过程说明。

第三除冰控制装置：

如图6所示，第三除冰控制装置包括除冰控制模块，用于能够将能源交替分配往两个除冰单元。除冰控制模块包括控制器和驱动单元，驱动单元为继电器，继电器包括第一继电器和第二继电器，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，控制器为单片机，单片机通过适配单元分别单独与每一继电器电连接，单片机用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制电流输出并供相应的一个除冰单元工作。

单片机、第一继电器和第二继电器形成第三除冰控制硬件模块，第一除冰控制模块包括第三除冰控制硬件模块，第一除冰控制模块为硬件单元的组合。

其中，单片机、继电器和除冰单元本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

第三除冰控制装置使用说明：

单片机上运行有第二除冰控制模块，第二除冰控制模块为程序模块。

单片机获得分配指令，将第一工作指令发往第一继电器，第一继电器获得第一工作指令后导通并用于给第一除冰单元供电，单片机延时第一工作时间后，将第一暂停指令发往第一继电器，第一继电器获得第一暂停指令后断开并用于给第一除冰单元断电，单片机将第二工作指令发往第二继电器，第二继电器获得第二工作指令后导通并用于给第二除冰单元供电，单片机延时第二工作时间后，将第二暂停指令发往第二继电器，第二继电器获得第二暂停指令后断开并用于给第二除冰单元断电。

相对于上述除冰控制装置，驱动单元还可以为电磁阀，电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀，除冰单元为用于气动除冰的单元，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，单片机的输出端与第一电磁阀电连接，单片机的输出端与第二电磁阀电连接，单片机用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制气流输出并供相应的一个除冰单元工作，即控制真空状态和压力交替输出。单片机、电磁阀和气动除冰单元本身以及相应的通信连接技术为现有技术不再赘述。

相对于上述除冰控制装置，驱动单元还可以为气动阀门，电磁阀包括第一气动阀门和第二气动阀门，除冰单元为用于气动除冰的单元，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，单片机的输出端与第一气动阀门电连接，单片机的输出端与第二气动阀门电连接，单片机用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制气流输出并供相应的一个除冰单元工作，即控制真空状态和压力交替输出。单片机、气动阀门和气动除冰单元本身以及相应的通信连接技术为现有技术不再赘述。

项目技术研发过程：

在通用飞机的螺旋桨除冰系统的设计中，每个螺旋桨桨叶都有一个附着在其前缘的电加热元件防护套，每个防护套被分成两个加热元件，即内侧和外侧，因此桨叶的除冰模式分为内侧和外侧，因除冰耗电功率大，若由断路器直接控制桨叶内侧除冰和外侧除冰的供电，不仅要敷设长距离的大电流导线，增加了电磁干扰的风险，还不能有效控制内侧除冰和外侧除冰的工作时间。因此，需要设计一个能够控制桨叶内侧除冰和外侧除冰有序工作，且保护除冰系统的螺旋桨除冰控制盒。

研发目的：

通用飞机加装了螺旋桨除冰设备，每个螺旋桨桨叶都有一个附着在其前缘的电加热元件防护套，其长度约为叶片内侧长度的1/3，每个防护套被分成两个加热元件，即内侧和外侧；螺旋桨桨毂隔板的背面是一个带有三个铜轨道的导电滑环。外环为外侧防护套提供电能，中环为内侧防护套提供电能，内环为两组防护套提供接地回路。电源和接地通过两个电刷提供给导电滑环，发动机前部两侧各有一个。这些电刷具有弹簧加载触点，这些触点在滑环上，并将电力传输到滑环。

因桨叶除冰套的耗电功率较大，为了控制桨叶内侧除冰套和外侧除冰套能够有序工作，保护除冰系统设备，减少大电流导线的敷设，减少电磁干扰，本研发项目的系统提供了一种可靠性和安全性较高、易于维护的螺旋桨除冰控制盒。

本项目研发的技术方案：螺旋桨除冰控制盒包括壳体、壳体上的接线柱和连接器、铜条、壳体内的继电器、分流器、二极管和远程控制断路器组成。

壳体由铝制材料和酚醛层压布板组成，铝制材料表面带有抗氧化的镀层，铝制壳体具有良好的防屏蔽效果；酚醛层压布板是由不导电的绝缘材料制成。

接线柱为金属柱体，带有外螺纹，并配有相应螺母，部分接线柱在壳体内由铜条连接。接线柱和连接器布置在酚醛板壳体的外侧。

分流器用来测量桨叶除冰套工作时的电流。

两个继电器为常开型继电器，分别控制螺旋桨桨叶上内侧除冰套或外侧除冰套工作。

两个二极管分别并联在继电器线圈引脚之间，防止电压电流突变，给继电器电感线圈提供释放反向电流通路。

远程断路器的额定电流为70A，为除冰控制盒提供过压保护，由驾驶舱内的除冰接通断路器控制，除冰接通断路器的工作电流0.5A，避免了在驾驶舱铺设大电流导线。

技术方案说明：

如图1所示，是本发明螺旋桨除冰控制盒接入某型飞机螺旋桨除冰系统的工作原理框图。图中，螺旋桨除冰控制盒包括：1-远程断路器、2-分流器、3-继电器1、4-继电器2、5-二极管1、6-二极管2、7-连接器、8-接线柱POWER、9-接线柱BB 1C、10-接线柱BB 1B、11-接线柱BB 1、12-接线柱BB 3、13-接线柱BB 2、14-接线柱BB2B、15-接线柱BB 2C、16-铜条1、17-铜条2。

螺旋桨除冰控制系统中还包括：18-除冰电流表、19-除冰手动模式开关、20-除冰自动模式开关、21-除冰接通断路器、22-除冰控制断路器、23-除冰计时器、24-除冰电刷1、25-除冰电刷2。

其中，3-继电器1，即第一继电器，负责控制内侧除冰套；4-继电器2，即第二继电器，负责控制外侧除冰套；5-二极管1，即第一二极管；6-二极管2，即第二二极管；16-铜条1，即第一铜条；17-铜条2，即第二铜条。

其中，19-除冰手动模式开关，即选择开关，为三位开关，包括内侧、关闭和外侧三种状态；20-除冰自动模式开关，为三位开关，包括快速、慢速和关闭三种状态；21-除冰接通断路器，工作电流0.5A；22-除冰控制断路器，工作电流2A；24-除冰电刷1，即第一除冰电刷；25-除冰电刷2，即第二除冰电刷。

部件连接关系说明：

如图1所示，是螺旋桨除冰控制盒接入某型飞机螺旋桨除冰系统的工作原理框图。在本实施方案中，螺旋桨除冰控制盒的壳体由铝制材料和酚醛层压布板组成，8-接线柱、9-接线柱、10-接线柱、11-接线柱、12-接线柱、13-接线柱、14-接线柱、15-接线柱15、16-铜条、17-铜条和7-连接器布置在酚醛层压布板上，接线柱是直径为8mm的带外螺纹的金属柱体，共八个接线柱，铜条在壳体内侧，16-铜条连接接线柱9、10和11，17-铜条连接接线柱13、14和15；1-远程断路器、2-分流器、3-继电器3、4-继电器、5-二极管、6-二极管和7-连接器是成熟的货架产品，通过线缆连接，飞行员能够通过控制除冰开关，从而控制桨叶内侧和外侧除冰套的有序工作。

工作过程说明：

在正常运行过程中，飞行员接通22-除冰控制断路器，18-除冰电流表的引脚1和5接通电源，除冰电流表上电。飞行员接通21-除冰接通断路器，除冰控制盒的8-接线柱POWER连接机载电源，1-远程控制断路器由21-除冰接通断路器控制接通，1-远程控制断路器内的触点3接地，触点A1和触点A2接通，电流经过2-分流器，除冰套工作时的电流值由分流器两端的线缆经由7-连接器的引脚2和引脚3传输给18-除冰电流表，由除冰电流表随时监控除冰套的工作电流，正常工作电流应在47A～54A。电流过了分流器之后，经线缆传输给12-接线柱BB 3,接线柱BB 3连接除冰计时器的引脚5，给除冰计时器供电。飞行员将19-除冰手动模式开关置于内侧位置，即触点2连接触点3，飞行员将20-除冰自动模式开关置于关闭位置，即触点2连接触点1，触点5连接触点4，通过7-连接器的引脚4，除冰控制盒内负责内侧除冰套的3-继电器的线圈触点X1和X2接通，触点A2吸合连接A1，将机载电源供给16-铜条，9-接线柱BB 1C连接25-除冰电刷2的中间触点B，10-接线柱BB 1B连接24-除冰电刷1的中间触点B，电刷触点通过接触中间滑环，将电能从除冰控制盒传送给中间滑环，从而控制桨叶内侧除冰套工作。

飞行员将19-除冰手动模式开关置于外侧位置，即触点2连接触点1，飞行员将20-除冰自动模式开关置于关闭位置，即触点2连接触点1，触点5连接触点4，通过7-连接器的引脚5，除冰控制盒内负责外侧除冰套的4-继电器的线圈触点X1和X2接通，触点A2吸合连接A1，将机载电源供给17-铜条，15-接线柱BB 2C连接25-除冰电刷2的外侧触点A，14-接线柱BB 2B连接24-除冰电刷1的外侧触点A，电刷触点通过接触外侧滑环，将电能从除冰控制盒传送给外侧滑环，从而控制桨叶外侧除冰套工作。

以上为手动选择螺旋桨桨叶内侧除冰或外侧除冰的工作模式。

以下为螺旋桨桨叶内侧除冰和外侧除冰交替工作的自动除冰模式。

飞行员将19-除冰手动模式开关置于关闭位置，即触点2不连接触点1和触点3，飞行员将20-除冰自动模式开关置于快速位置，即触点2连接触点3，触点5连接触点6，接通23-除冰计时器的引脚2和引脚3，经过除冰计时器的计算，在快速模式下，计时器将负责内侧除冰套启动45s，计时器的引脚6连接11-接线柱BB 1，将电能供给16-铜条，铜条将电能供给9-接线柱BB 1C和10-接线柱BB 1B，9-接线柱BB 1C连接25-除冰电刷2的中间触点B,10-接线柱BB 1B连接24-除冰电刷1的中间触点B,电刷触点通过接触中间滑环，将电能从除冰控制盒传送给中间滑环，从而控制桨叶内侧除冰套工作45s。然后外侧除冰套再启动45s，计时器的引脚4连接13-接线柱BB 2，将电能供给17-铜条，铜条将电能供给15-接线柱BB 2C和14-接线柱BB 2B，15-接线柱BB 2C连接25-除冰电刷2的外侧触点A，14-接线柱BB 2B连接24-除冰电刷1的外侧触点A,电刷触点通过接触外侧滑环，将电能从除冰控制盒传送给外侧滑环，从而控制桨叶外侧除冰套工作45s。最后内侧除冰套和外侧除冰套同时关闭90s。

飞行员将19-除冰手动模式开关置于关闭位置，即触点2不连接触点1和触点3，飞行员将20-除冰自动模式开关置于慢速位置，即触点2连接触点3，触点5连接触点4，接通23-除冰计时器的引脚2，经过除冰计时器的计算，在慢速模式下，内侧除冰套启动90s，然后外侧除冰套再启动90s，计时器每隔90s在内侧除冰套和外侧除冰套之间切换。

另外，根据除冰系统的实际需要，可以对除冰控制盒进行适配性改装，在更大程度上，降低飞机的生产成本。该套控制系统也可以根据不同型号的螺旋桨进行改装，满足不同型号螺旋桨的使用要求，具有良好的推广价值。本发明已应用到换装涡桨发动机的通用飞机上，并取得了良好的效果。

本申请的构思：

撰写人通过检索，获得该技术领域的技术发展现状，与发明人充分技术沟通后获得本项目的发明点，详述如下。

现有技术中，用于除冰的控制装置大都是采用控制能源间歇式的输出给除冰单元，实现除冰控制。例如：授权公告号为CN1012427B，名称为除冰器控制系统。利用一种简化装置把真空状态和压力轮流加到除冰单元上，这些单元使用极少的压缩空气便可工作而无须考虑压力。

本申请的发明构思在于：

第一，将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。

第二，用于降低单位时间内的电流，提高除冰效率。

区别点解释如下：

现有技术中，控制器控制驱动器间歇式输出能源，能源是间歇式输出的，例如脉冲电流，真空状态和压力交替输出，输出的能源可以为电压、电流或者气压状态等形式的能源。

本申请的技术构思中，能源输出不是突变的，不是一会输出一会不输出，相对于现有技术方案，本申请技术方案的能源输出比较平稳或者略有较小变动，将输出的能源按照时间流轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元，用于降低单位时间内的电流，提高除冰效率。

其中，能源输出比较平稳，可以简单理解成恒流源，较小波动的输出功率可能是由于干扰或者工作不稳定造成的，即本申请中的能源输出装置可以是恒流源，也可以不是恒流源。不同于现有技术中的断崖式或者明显不同的状态输出。

本申请内部运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：

本发明除冰控制盒的两个继电器可以控制桨叶内侧除冰套和外侧除冰套之间的手动切换，分流器向除冰电流表提供电流度数，随时监控除冰系统是否正常工作，远程断路器为除冰控制盒提供过压保护，由驾驶舱内的除冰接通断路器控制，除冰接通断路器工作电流为0.5A。除冰控制盒的设计一方面减少了大电流导线的敷设，减少了电磁干扰，另一方面，除冰控制盒可以保护除冰系统，且易于维护，提升了飞机螺旋桨除冰系统的可维护性和可靠性。除冰控制盒选用的继电器、分流器、二极管和远程断路器和连接器等都是成熟的货架产品，采购方便。同时该除冰控制盒还可以根据除冰的需求进行适配改装，在一定程度上，降低了飞机的生产成本。

目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的较小规模试验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已开始着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。

Claims (10)

1.一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：包括除冰控制模块和除冰接通断路器，除冰接通断路器与除冰控制模块电连接，远程断路器用于获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块用于获得远程断路器发来的待机指令、上电并能够将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。

2.根据权利要求1所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：除冰控制模块为程序模块，还用于获得分配指令，根据分配指令分配。

3.根据权利要求1所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：除冰控制模块，还用于能够将能源轮流分配往每一除冰单元；除冰控制模块包括控制器和多个驱动单元，控制器用于控制每一驱动单元轮流工作，每一驱动单元用于控制能源输出并供相应的一个除冰单元工作。

4.根据权利要求3所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：还包括壳体，驱动单元位于壳体内部，壳体用于屏蔽干扰；还包括二极管，二极管与驱动单元电连接，二极管用于保护驱动单元；还包括分流器，远程断路器与分流器电连接，分流器用于获得除冰单元的工作数据并发往除冰电流表；驱动单元为继电器；控制器用于控制每一继电器轮流导通并用于给相应的一个除冰单元供电。

5.根据权利要求3所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：还包括第一除冰控制模块，驱动单元包括第一继电器和第二继电器，除冰单元包括第一除冰单元和第二除冰单元，部分的除冰单元为两个除冰单元中的一个除冰单元；控制器包括远程断路器，远程断路器分别与每一继电器连接；第一除冰控制模块，用于远程断路器获得待机指令，远程断路器动作并允许所有的继电器上电，第一继电器获得供电后导通并用于给第一除冰单元供电，第二继电器获得供电后导通并用于给第二除冰单元供电；还包括除冰电流表，除冰电流表与分流器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：还包括除冰手动模式开关、除冰自动模式开关、除冰控制断路器和除冰计时器以及第一除冰控制模块，除冰控制断路器与除冰自动模式开关电连接，除冰自动模式开关与除冰手动模式开关电连接，除冰自动模式开关与除冰计时器电连接，除冰手动模式开关与除冰控制模块电连接，除冰计时器与除冰控制模块电连接；第一除冰控制模块，用于除冰接通断路器获知被按下并导通，形成待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电；除冰控制断路器获知被按下并导通，形成启动指令并发往除冰自动模式开关，除冰自动模式开关获得启动指令并上电；除冰手动模式开关获知被拨动至其第一侧或者第二侧，形成工作指令并发往除冰控制模块，除冰控制模块获得工作指令并用于给相应的一个除冰单元供电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第一侧或者第二侧，形成工频指令并发往除冰计时器，除冰计时器获得工频指令后控制一个除冰单元按照相应的工频交替供电；除冰单元为除冰套，除冰套包括第一除冰套和第二除冰套，第一除冰套为设置在螺旋桨内侧的除冰套，第二除冰套为设置在螺旋桨外侧的除冰套，两个除冰套用于通过导电滑环获得供电。

7.根据权利要求6所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的系统，其特征在于：还包括第一除冰电刷和第二除冰电刷，除冰控制模块与第一除冰电刷电连接，除冰控制模块与第二除冰电刷电连接。

8.一种用于飞机螺旋桨除冰的方法，其特征在于：包括除冰控制步骤，除冰控制步骤包括远程断路器获得待机指令、发往除冰控制模块并允许除冰控制模块上电，除冰控制模块获得远程断路器发来的待机指令、上电并将能源轮流分配往多个除冰单元中部分的除冰单元。

9.根据权利要求8所述的一种用于飞机螺旋桨除冰的方法，其特征在于：所述除冰步骤具体包括如下步骤，除冰接通断路器获知被按下并导通，形成待机指令、发往远程断路器并允许远程断路器上电；远程断路器获得待机指令，远程断路器动作并允许所有的继电器上电，除冰控制断路器获知被按下并导通，形成启动指令并发往除冰自动模式开关，除冰自动模式开关获得启动指令并上电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第三侧即关闭位置并导通供电，除冰手动模式开关获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工作指令并发往第一继电器，第一继电器获得第一工作指令后导通并用于给第一除冰单元供电；除冰手动模式开关获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工作指令并发往第二继电器，第二继电器获得第二工作指令后导通并用于给第二除冰单元供电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第一侧并导通供电，形成第一工频指令并发往除冰计时器，除冰计时器获得第一工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第一工频交替供电；除冰自动模式开关获知被拨动至其第二侧并导通供电，形成第二工频指令并发往除冰计时器，除冰计时器获得第二工频指令后控制第一除冰单元和第二除冰单元按照第二工频交替供电。

10.一种用于飞机螺旋桨除冰的系统包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8或者9中相应的步骤。

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