CN116221657B - 一种机翼探冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种机翼探冰装置，包括探冰灯控制盒和机翼探冰灯；探冰灯控制盒和机翼探冰灯之间电连接；机翼探冰灯包括底座、电路印制板部件、光源、壳体、聚光筒和灯罩；壳体为首尾相通的中空壳体结构；电路印制板部件、光源和聚光筒集成于壳体内；灯罩盖设于壳体的首端，底座固定于壳体的尾端；电路印制板部件固定于底座上，光源与电路印制板部件电连接，聚光筒套设于光源的外周，且开口朝向灯罩设置；聚光筒采用镜面反射实现聚光效果，聚光筒包括内筒和外筒，内筒相对外筒实现收缩，通过聚光效果调整光的强度；从而实现在高压低温环境下，充分保证机翼能见度且稳定性高的机翼探冰装置。

Description

一种机翼探冰装置

技术领域

本发明涉及机用设备技术领域，尤其涉及一种机翼探冰装置。

背景技术

照明器材有限公司专门为军用航空灯提供技术和照明灯设计；

机翼探冰灯用于夜间或照明光线不充足的情况下照射右侧机翼，为飞行员观察机翼前缘的结冰情况和除冰效果提供照明。

现有的探冰灯都是一个传统的灯具，但是事实上，飞机高空飞行时，环境恶劣，探冰灯自身存在结冰、照度不够的情况，这种灯具，实则在恶劣环境中，很难有效观测到机翼情况，对安全会存在一定的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够有效应对高空恶劣环境的机翼探冰装置。

为达到上述目的，本发明提出一种机翼探冰装置，包括探冰灯控制盒和机翼探冰灯；探冰灯控制盒和机翼探冰灯之间电连接；

机翼探冰灯包括底座、电路印制板部件、光源、壳体、聚光筒和灯罩；壳体为首尾相通的中空壳体结构；电路印制板部件、光源和聚光筒集成于壳体内；灯罩盖设于壳体的首端，底座固定于壳体的尾端；电路印制板部件固定于底座上，光源与电路印制板部件电连接，聚光筒套设于光源的外周，且开口朝向灯罩设置；

聚光筒采用镜面反射实现聚光效果，聚光筒包括内筒和外筒，内筒相对外筒实现收缩，通过聚光效果调整光的强度。

进一步的，内筒包括位于根部的内圈以及围绕内圈的外周设置的多块聚光片；多块聚光片通过复位弹簧布置于内圈的外周；

外筒包括位于根部的外圈以及锥形的聚光筒，聚光筒与外圈的外周固定连接；

内筒设于外筒的内部，与外筒同轴设置；外圈与内圈之间通过轴承相连接，内圈的外侧缠绕有线圈，外圈的内侧设有与线圈配合的磁块，线圈通电后形成磁场，使得内筒实现相对外筒的自转，线圈与电路印制板部件电连接；

聚光筒内壁预设有用于嵌合聚光片的凹槽，聚光片的背部呈凸起的拱形，所凹槽底部呈凹陷的弧形；正常聚光情况下，内筒的各个聚光片嵌入对应的凹槽内，与聚光筒一体化，形成一个孔径较大的聚光筒；强聚光的情况下，内筒转动一定角度，聚光片旋出凹槽，各个聚光片在挤压作用下收缩成一个孔径较小的聚光筒。

进一步的，外圈和内圈上设有相互配合的限位凸起；外圈相对内圈的一侧设有两块限位凸起，内圈相对外圈的一侧设有一块限位凸起，内圈的限位凸起设于外圈的两块限位凸起之间，使得内圈实现两块外圈限位凸起间距大小的转动。

进一步的，壳体的外表面均匀布置有散热片，壳体内预埋有加热丝，加热丝的线端延伸出壳体与电路印制板部件相连接。

进一步的，光源采用陶瓷基板封装的COB光源，光源的LED模组通过底座直接与壳体相接触。

进一步的，电路印制板部件包括滤波电路、尖峰浪涌抑制吸收电路、稳压电路、恒流控制电路、聚光控制电路和防雷电路。

进一步的，底座包括底盖、连接盒、风机和航空插座；

底盖固定于壳体的尾端，底盖面向壳体内部的一侧固定电路印制板部件，底盖的另一侧设有连接盒；连接盒的一端连通风机，另一端通过轴承连接航空插座；

风机连通连接盒，连接盒连通机翼探冰灯的壳体，通过风机实现壳体内部的散热；

电路印制板部件的线组和风机的线组均与航空插座相连接。

进一步的，探冰灯控制盒包括电路控制组件和接线座；

电路控制组件通过接线座和机翼探冰灯实现电导通；

电路控制组件包括LED亮度调节旋钮、聚焦开关、通电开关和加热通电开关。

进一步的，通过接线座和航空插座之间线路导通，实现LED亮度调节旋钮、聚焦开关、通电开关和加热通电开关与电路印制板部件之间的导通，从而通过LED亮度调节旋钮控制光源的亮度；通过聚焦开关控制聚光筒内筒的收缩聚光；通过加热通电开关实现加热丝的加热工作；通过通电开关控制整体电路的导通和关闭。

进一步的，机翼探冰灯的壳体和灯罩的连接部设有预埋有密封垫圈。

与现有技术相比，本发明的优势之处在于：

1、本发明的机翼探冰灯的聚光筒具有外筒和内筒的结构设计，实现聚光效果，在环境恶劣的高中，结合LED灯光自身的光度调节，可以有效实现光照强度的调整，实现对机翼清楚的探照，便于观察机翼的冰冻情况。

2、本发明的机翼探冰灯结构紧凑，适用于飞机的高空环境，装置本身不会受到外界环境的干扰，装置可靠性强。

3、本发明的机翼探冰灯具有双重散热结构，通过自身的散热片和LED模组接触散热，也通过风机的运行进行内部散热，探冰灯功率高，可以有效延长探冰灯的使用寿命。

4、本发明的机翼探冰灯具有自加热功能，探冰灯高空作业环境恶劣，初用时会存在灯罩结冰影响光线的情况，自加热可以有效的去冰，快速达到正常使用的状态。

附图说明

图1为本发明实施例中机翼探冰灯的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中机翼探冰灯的爆炸图；

图3为本发明实施例中聚光筒的结构示意图；

图4为本发明实施例中探冰灯控制盒的结构示意图。

图5为本发明实施例中探冰灯水平方向光分布模拟图；

图6为本发明实施例中探冰灯垂直方向光分布模拟图；

图7为探冰灯光分布模拟图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。

如图1所示，本发明提出一种机翼探冰装置，包括探冰灯控制盒1和机翼探冰灯2；探冰灯控制盒1和机翼探冰灯2之间电连接；探冰灯控制盒1设在机舱内，驾驶人员通过探冰灯控制盒1来控制机翼探冰灯2的开关以及光度的调整。

如图1和图2所示，机翼探冰灯2包括底座21、电路印制板部件22、光源23、壳体24、聚光筒组件3和灯罩25；壳体24为首尾相通的中空壳体结构；电路印制板部件22、光源23和聚光筒321集成于壳体24内；灯罩25盖设于壳体24的首端，底座21固定于壳体24的尾端；电路印制板部件22固定于底座21上，光源23与电路印制板部件22电连接，聚光筒组件3套设于光源23的外周，且开口朝向灯罩25设置；

机翼探冰灯2设置在飞机机舱外周的照明仓体内，光源23照射到机翼上，用于探测机翼的结冰状况，光源23通过电路印制板部件22和探冰灯控制盒1连通后，实现机舱内部来操控光源23，在出发前和飞机飞行过程中都可以保证对机翼结冰情况观察的能见度。

如图3所示，聚光筒组件3采用镜面反射实现聚光效果，聚光筒组件3包括内筒31和外筒32，内筒31相对外筒32实现收缩，通过聚光效果调整光的强度。

具体结构为：内筒31包括位于根部的内圈311以及围绕内圈311的外周设置的多块聚光片312；多块聚光片312通过复位弹簧布置于内圈311的外周；外筒32包括位于根部的外圈以及锥形的聚光筒321，聚光筒321与外圈的外周固定连接；内筒251设于外筒32的内部，与外筒32同轴设置；外圈与内圈311之间通过轴承相连接，内圈311的外侧缠绕有线圈，外圈的内侧设有与线圈配合的磁块，线圈通电后形成磁场，使得内筒251实现相对外筒32的自转，线圈与电路印制板部件22电连接；

聚光筒321内壁预设有用于嵌合聚光片312的凹槽，聚光片312的背部呈凸起的拱形，所凹槽底部呈凹陷的弧形；正常聚光情况下，内筒251的各个聚光片312嵌入对应的凹槽内，与聚光筒321一体化，形成一个孔径较大的聚光筒321；当视野比较模糊，难以判别的情况下，如图3b所示，操作人员需要切换到强聚光的模式，在打开了聚焦开关后，线圈通电，内筒251转动一定角度，转动到限位凸起的位置，此时，聚光片312旋出凹槽，各个聚光片312在外筒32凸起侧壁的挤压作用下收缩成一个孔径较小的聚光筒321，达到聚光效果。若光照强度足够，需要切换到光照范围的模式下，反向拨动聚焦开关，如图3a所示，向线圈通入反向电流，内筒251反向转动一定角度，转动到另一侧的限位凸起，此时，各个聚光片312在复位弹簧的作用下重新嵌入外筒32的凹槽内，恢复到原始聚光筒321结构。

在本实施例中，壳体24的外表面均匀布置有散热片4，壳体24内预埋有加热丝，加热丝的线端延伸出壳体24与电路印制板部件22相连接；光源23采用陶瓷基板封装的COB光源23，光源23的LED模组通过底座21直接与壳体24相接触。首先是在高空过冷，或者起飞前外部环境过冷的情况下，机翼探冰灯2可能会结冰，影响光线效果，此时，机组人员通过探冰灯控制盒1控制加热丝发热，从而来达到去冰的效果，保证探冰灯的照明正常；在光源23长期工作的情况下，其热量通过底座21直接传递到壳体24上，随后通过散热片4将热量散发出去，保证LED模组的散热效果。

在本实施例中，电路印制板部件22包括滤波电路、尖峰浪涌抑制吸收电路、稳压电路、恒流控制电路、聚光控制电路、加热控制电路和防雷电路；电路的组合保证各项功能的正常运行，保证探冰灯控制盒1对机翼探冰灯2的各项功能的独立控制。

在本实施例中，如图2所示，底座21包括底盖211、连接盒212、风机213和航空插座214；

底盖211固定于壳体24的尾端，底盖211面向壳体24内部的一侧固定电路印制板部件22，底盖211的另一侧设有连接盒212；连接盒212的一端连通风机213，另一端通过轴承连接航空插座214；风机213连通连接盒212，连接盒212连通机翼探冰灯2的壳体24，风机213为壳体24内部吸热，起到散热的作用。航空插座214插入机体的插座后，和探冰灯控制盒1的接线座12实现电连接。

电路印制板部件22的线组和风机213的线组均与航空插座214相连接。

在本实施例中，如图4所示，探冰灯控制盒1包括电路控制组件11和接线座12；电路控制组件11通过接线座12和机翼探冰灯2实现电导通；电路控制组件11包括LED亮度调节旋钮、聚焦开关、通电开关和加热通电开关。通过接线座12和航空插座214之间线路导通，实现LED亮度调节旋钮、聚焦开关、通电开关和加热通电开关与电路印制板部件22之间的导通，从而通过LED亮度调节旋钮控制光源23的亮度；通过聚焦开关控制聚光筒组件3内筒31的收缩聚光；通过加热通电开关实现加热丝的加热工作；通过通电开关控制整体电路的导通和关闭。

在本实施例中，机翼探冰灯2的壳体24和灯罩25的连接部设有预埋有密封垫圈5。机翼探冰灯设置在发动机短舱外侧壁(非气密舱)，密封垫圈有效起到高空保护灯具的作用，探冰灯控制盒设置在驾驶舱(气密舱)。

需要说明的是，考虑到功率和光分布要求，结合已有产品光源选用经验，选用额定功率为15W、额定电流为1A的LED光源；灯罩采用无色透明灯罩。

根据探冰灯光分布要求，光分布设计时，主要考虑LED空间立体安装结构，采用大功率LED加反光杯设计，以保证光强满足要求。探冰灯水平方向光分布模拟图见图5，探冰灯垂直方向光分布模拟图见图6，探冰灯光分布模拟图见图7。

通过计算机模拟，在距离光源20m处，照度达到130l x，远大于要求的50l x。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机翼探冰装置，其特征在于，包括探冰灯控制盒和机翼探冰灯；所述探冰灯控制盒和机翼探冰灯之间电连接；

所述机翼探冰灯包括底座、电路印制板部件、光源、壳体、聚光筒和灯罩；所述壳体为首尾相通的中空壳体结构；所述电路印制板部件、光源和聚光筒集成于所述壳体内；所述灯罩盖设于所述壳体的首端，所述底座固定于所述壳体的尾端；所述电路印制板部件固定于所述底座上，所述光源与所述电路印制板部件电连接，所述聚光筒套设于所述光源的外周，且开口朝向所述灯罩设置；

所述聚光筒采用镜面反射实现聚光效果，所述聚光筒包括内筒和外筒，所述内筒相对所述外筒实现收缩，通过聚光效果调整光的强度；

所述内筒包括位于根部的内圈以及围绕所述内圈的外周设置的多块聚光片；多块所述聚光片通过复位弹簧布置于所述内圈的外周；

所述外筒包括位于根部的外圈以及锥形的聚光筒，所述聚光筒与所述外圈的外周固定连接；

所述内筒设于所述外筒的内部，与所述外筒同轴设置；所述外圈与所述内圈之间通过轴承相连接，所述内圈的外侧缠绕有线圈，所述外圈的内侧设有与所述线圈配合的磁块，线圈通电后形成磁场，使得内筒实现相对所述外筒的自转，所述线圈与所述电路印制板部件电连接；

所述聚光筒内壁预设有用于嵌合所述聚光片的凹槽，所述聚光片的背部呈凸起的拱形，所凹槽底部呈凹陷的弧形；正常聚光情况下，内筒的各个聚光片嵌入对应的凹槽内，与聚光筒一体化，形成一个孔径较大的聚光筒；强聚光的情况下，内筒转动一定角度，所述聚光片旋出凹槽，各个聚光片在挤压作用下收缩成一个孔径较小的聚光筒。

2.根据权利要求1所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述外圈和所述内圈上设有相互配合的限位凸起；所述外圈相对所述内圈的一侧设有两块限位凸起，所述内圈相对所述外圈的一侧设有一块限位凸起，所述内圈的限位凸起设于所述外圈的两块限位凸起之间，使得所述内圈实现两块外圈限位凸起间距大小的转动。

3.根据权利要求1所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述壳体的外表面均匀布置有散热片，所述壳体内预埋有加热丝，所述加热丝的线端延伸出所述壳体与电路印制板部件相连接。

4.根据权利要求1所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述光源采用陶瓷基板封装的COB光源，所述光源的LED模组通过底座直接与所述壳体相接触。

5.根据权利要求1所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述电路印制板部件包括滤波电路、尖峰浪涌抑制吸收电路、稳压电路、恒流控制电路、聚光控制电路和防雷电路。

6.根据权利要求1所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述底座包括底盖、连接盒、风机和航空插座；

所述底盖固定于所述壳体的尾端，所述底盖面向所述壳体内部的一侧固定所述电路印制板部件，所述底盖的另一侧设有所述连接盒；连接盒的一端连通所述风机，另一端通过轴承连接所述航空插座；

所述风机连通所述连接盒，所述连接盒连通机翼探冰灯的所述壳体，通过所述风机实现所述壳体内部的散热；

所述电路印制板部件的线组和所述风机的线组均与所述航空插座相连接。

7.根据权利要求6所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述探冰灯控制盒包括电路控制组件和接线座；

所述电路控制组件通过所述接线座和机翼探冰灯实现电导通；

所述电路控制组件包括LED亮度调节旋钮、聚焦开关、通电开关和加热通电开关。

8.根据权利要求7所述的机翼探冰装置，其特征在于，通过所述接线座和所述航空插座之间线路导通，实现所述LED亮度调节旋钮、聚焦开关、通电开关和加热通电开关与所述电路印制板部件之间的导通，从而通过LED亮度调节旋钮控制光源的亮度；通过聚焦开关控制聚光筒内筒的收缩聚光；通过加热通电开关实现加热丝的加热工作；通过通电开关控制整体电路的导通和关闭。

9.根据权利要求7所述的机翼探冰装置，其特征在于，所述机翼探冰灯的所述壳体和所述灯罩的连接部设有预埋有密封垫圈。