CN204368433U - 一种基于sma驱动的机翼除冰装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于SMA驱动的机翼除冰装置。其包括形状记忆合金板、加热电阻丝和电隔离保护罩；其中加热电阻丝安装在形状记忆合金板的内部，并且两端与机载电源相连；电隔离保护罩由柔性绝缘材料制成，包覆在形状记忆合金板的外部，并且固定在飞机机翼的表面。本实用新型所提供的形状记忆合金装置可将机翼的结冰状态清除在初始阶段，并且不需要不间断工作，因此可以节省能源，并且除冰效果好。本装置还可适用于高速运行的动车、直升机等。
Description
技术领域
本实用新型属于民用航空技术领域，特别是涉及一种基于形状记忆合金(SMA)驱动的机翼除冰装置。
背景技术
自人类发明飞机以来，结冰就成为威胁航空安全的重要因素之一。飞机在飞行时发生结冰，将会增加飞行器的重量和阻力，引起飞机机翼形状发生畸变，从而导致其空气动力特性严重变化，结果影响飞行安全。因此，飞机除冰技术是当前航空工业领域所面临的重大课题之一。
现有的飞机除冰绝大多数采用加热后的废气喷射或者化学除冰方法，由于上述方法需要在飞机飞行过程中不间断进行工作，因此消耗了大量的能量，增加了对飞机功率的需求，同时也造成了许多不必要的浪费。鉴于此，安全、高效、节能的飞机除冰技术受到了专家学者的广泛关注。飞机在飞行时防止结冰的办法主要有以下几种：最早是采用机械的方法把冰破碎，然后由气流吹除，或者利用离心力、振动等方法把冰除去。例如膨胀管除冰系统就是在防冰的表面放置许多可膨胀的胶管，当飞机表面结冰时，使胶管充气膨胀而将破碎，并利用气流把冰除去；超声波除冰系统则是周期地给蒙皮一个脉冲力，或使蒙皮产生高频振动，进而将冰除掉；美国Thermion公司研究的一种方法是采用非编织镀镍石墨纤维压制的防冰纤维，通过加热纤维的方式来防止结冰出现，而且能够自动调节通电电流的大小；近年来发展起来的采用压电驱动器及压电传感器的飞机除冰技术也进行了一些探索，得到了一些有意义的结论。但上述这些防止结冰的办法具有下列缺点：均不能将结冰在初始阶段清除，并且需要不间断地工作，因此效果不佳。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是在于提供一种基于SMA驱动的机翼除冰装置。
为了达到上述目的，本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置包括形状记忆合金板、加热电阻丝和电隔离保护罩；其中加热电阻丝安装在形状记忆合金板的内部，并且两端与机载电源相连；电隔离保护罩由柔性绝缘材料制成，包覆在形状记忆合金板的外部，并且固定在飞机机翼的表面。
所述的加热电阻丝呈S形均匀分布在形状记忆合金板中。
所述的基于SMA驱动的机翼除冰装置在飞机机翼的表面相隔间距设置。
本实用新型所提供的形状记忆合金装置可将机翼的结冰状态清除在初始阶段，并且不需要不间断工作，因此可以节省能源，并且除冰效果好。本装置还可适用于高速运行的动车、直升机等。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置使用方法示意图。
图2为本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置结构分解示意图。
图3a、图3b为本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置中形状记忆合金板变形前后结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置进行详细说明。
如图1—图3a、图3b所示，本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置包括形状记忆合金板1、加热电阻丝2和电隔离保护罩3；其中加热电阻丝2安装在形状记忆合金板1的内部，并且两端与机载电源相连；电隔离保护罩3由柔性绝缘材料制成，包覆在形状记忆合金板1的外部，并且固定在飞机 机翼4的表面。
所述的加热电阻丝2呈S形均匀分布在形状记忆合金板1中。
所述的基于SMA驱动的机翼除冰装置在飞机机翼4的表面相隔间距设置，此时，其边缘利用铆钉与飞机机翼4上的其它蒙皮相互连接。
现将本实用新型提供的基于SMA驱动的机翼除冰装置使用方法阐述如下：由于形状记忆合金板1是由形状记忆合金材料制成，使用前需将其在高温燃烧合成时制作成如图3b所示的微小弯曲状，由于机场环境温度一般低于45摄氏度，因此可将形状记忆合金板1的相变临界温度设置为45摄氏度，而在低温下可将形状记忆合金板1在外力的作用下形成与飞机机翼4的设置部位具有相同曲率的光滑弧面结构，并在使用前将该装置设置在飞机机翼4外部作为蒙皮使用，此时形状记忆合金板1的状态如图3a所示。当气温降低而由正在飞行的飞机上的结冰诊断装置检测发现蒙皮表面开始出现结冰时，接通加热电阻丝2的电源，这时加热电阻丝2产生的热量将会使形状记忆合金板1的温度升高。由于形状记忆合金板1具有形状记忆效应，当达到相变临界温度后，其将产生记忆效应而恢复到图3b所示的形状，从而产生微小的弯曲变形，该变形将通过柔性电隔离保护罩3传给刚刚凝结的薄冰层，由此将冰层破碎，随后利用高空气流将碎冰吹落。当冰层被吹出去后，则断开电源以停止加热电阻丝2的加热，此时形状记忆合金板1的温度又以非常快的速度下降而恢复到初始状态。
Claims (3)
1.一种基于SMA驱动的机翼除冰装置，其特征在于：其包括形状记忆合金板(1)、加热电阻丝(2)和电隔离保护罩(3)；其中加热电阻丝(2)安装在形状记忆合金板(1)的内部，并且两端与机载电源相连；电隔离保护罩(3)由柔性绝缘材料制成，包覆在形状记忆合金板(1)的外部，并且固定在飞机机翼(4)的表面。
2.根据权利要求1所述的基于SMA驱动的机翼除冰装置，其特征在于：所述的加热电阻丝(2)呈S形均匀分布在形状记忆合金板(1)中。
3.根据权利要求1所述的基于SMA驱动的机翼除冰装置，其特征在于：所述的基于SMA驱动的机翼除冰装置在飞机机翼(4)的表面相隔间距设置。
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