CN87101760A - 前缘表面除冰的方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种翼面除冰器和除冰方法。翼面除冰器有一个具有高弹性模数的外壳；有一个装置使外壳产生小的变形，并基本上沿外壳弦向变形，且在0.25秒内完成。除冰方法是定期地产生变形，并在0.25秒内完成，以除去如厚度为0.06厘米的积冰。

Description

本发明涉及前缘表面除冰的方法与装置。准确地说，本发明与飞机前缘表面，如机翼、支柱、安定面及螺旋浆的除冰有关。具体地说，本发明涉及用于前缘表面的靠压缩空气驱动的除冰器。

自从有了动力推动的飞行术，出现飞机以来，在某些飞行情况下，总要担心飞机的零件表面，如机翼和支柱的表面产生积冰。积冰现象若不加制止，可能发生飞机因积冰的附加重量而过载及因改变了机翼的翼面形状，而突然发生不能飞行的状况。研究克服在飞行的情况下积冰的方法，已经持续了一段时间，并获得了三种接近于解决积冰的方法，其除冰的方法众所周知。

在一种前缘除冰的形式中，飞机部件的前缘表面堆积了冰，被流过飞机的空气冲击，而有的部位气流是静止的，用加热的方法消除积冰与飞机零件之间的粘附力。一旦失去粘附力，通常冰则被流过飞机的气流从飞机部件上吹走。加热前缘的两种方法已受欢迎。一种方法是加热元件放在飞机零件的前缘区域，并用贴附在前缘的橡胶保护罩罩着，或是加热元件与飞机零件的表层结构合成一体。所说的加热元件，通常是用电能加热，电源由一个或多个飞机发动机驱动而供电。通常通过通电、断电以提供足够的热量以熔化积冰。一般非常小的飞机是由一个或两个发动机驱动的，这样就不能提供足够的电能用来除冰。

另一种加热方式是采用涡轮发动机的一级或多级压缩而升高气体的温度并使它循环地通过前缘零件如机翼和支柱，可有效地除冰或防止积冰。在由涡轮发动机驱动的飞行上使用上述的方法，就是通常所说的从压气机中引气，或是利用飞机涡轮机的旁通蒸汽，结果使涡轮发动机的燃料消耗增加，动力输出降低。

在特殊的情况下，化学制品用于飞机的所有的或部分的表面上，以减小冰对飞机的粘附力或是降低聚集在飞机表面上的水的冰点。

此外，通常除冰还使用机械除冰方法。在主要的能大量使用的机械除冰设备中，气动除冰，即在飞机的机翼或支柱零件的前缘区域布满多个可膨胀的象管子一样的结构，这些结构能被输入加压流体。加压的流体一般是空气。当充气时，管状结构能扩胀机翼或支柱的前缘表面的形状，而破裂开聚积在上面的冰，使其散落到流过飞机零件上的气流中。一般这种象管子一样的结构牢固而平行地沿飞机部件的前缘表面布置。对于翼面如机翼和安定面，这些管子结构可以延伸到翼面的整个宽度。常常有多个管子结构位于机翼或支柱上，并且是平行于机翼或支柱的前缘，按翼弦方向排列，顺序地离开前缘。这些管可除去翼面或支柱前缘表面上的积冰。

通常，气动除冰器是由类似橡胶或有可靠弹性的混合物构成。一般构成除冰器的管子的材料能膨胀或延伸40%或更多。当充气循环时能使除冰器的外形（及前缘）显著地变化，借此破裂开前缘表面上的积冰。至少在需要大量充气获得高膨胀的管子部分，通常所要求的充气时间平均大约在2至6秒之间。

通常构成这些常规的气动除冰器的橡胶或类似橡胶的材料，具有的弹性模数大约为6900KPa。作为众所周知的冰，它所具有的弹性模数使积冰在支承冰的积聚表面上变化较小。据报导，冰的弹性模数是不同的，大约在275，000KPa至3，450，000KPa之间。然而，用于常规的除冰器上的橡胶混合物的弹性模数，明显地不同于所涉及的积冰的弹性模数，当除冰器充气作用时，这些混合物产生很大的膨胀，从而破裂开即胀裂其上面的积冰。随之，积冰被冲击性的气流吹扫掉。

冰在堆积过程为适应支承积冰表面的局部变化，所以只能是比较缓慢地进行。冰的积聚要适应于支承表面的外形变化现象，在某些方面与热塑材料的冷变形相类似。冰积聚时遇到非常迅速而较小的变形，冰层不能适应于这种迅速的变化，而象锤击一样地破碎。新近，已经揭示出，如美国专利US3，549，946所公开的，机翼或安定面的前缘采用电动机械的锤击，它有助于除去前缘表面上的积冰。但是一段时间以来的事实表明，由于前缘表面对锤击所产生的应力疲劳敏感，阻碍了这种电动机械锤击方法的广泛发展。

一种前缘除冰装置，它既不采用电热除冰器，也不采用气动除冰器-该装置在整个充气阶段的膨胀时期能显著地改变前缘外形，因此这种有效控制前缘的操作装置能真正地用于工业中。另外该装置不会产生象电动机械锤击那样去损害那些可长时期使用的结构，所以此种除冰装置能得到工业上的应用。

本发明提供一种方法，用来去除表面上的积冰，特别是前缘表面上的积冰。该方法是在高模数材料的表面上积冰。根据该方法，在外表面的下面有一个具有一定大小、位置和物理形状的变形装置，该装置用于表面变形，在驱动作用下在外表面的大部分产生弦向变形。变形装置被定期地驱动到足以产生所需要的周期变形及外表面的弦向变形，这些足以使其上堆积或形成的冰层分裂。而完成充分变形作用所用的时间不超过大约0.25秒，比较好的小于大约0.1秒，最好的不超过0.05秒。最好，变形装置是一个充气的装置;最好，加压装置是由压力流体驱动;最好的加压气体是空气。然而，其它的变形装置也能作为本发明方法的实施，如，用机械升降变形结构对外表面加压和弯曲，以改变原先的表面形状。

最好，外表面产生的变形是在十分短的时间内产生，通常是100毫秒或更少，而最好的是小于50毫秒。最好，产生的变形不超过大约0.5厘米，而更可取的是不超过大约0.25厘米，

按照本发明的一种表面除冰装置，如用于前缘表面的除冰，通常有一外表面，用具有相当高的弹性模数的材料制成，让冰堆积在该表面上。最好，该弹性模数至少为275，000KPa，而最可取的是材料的弹性模数至少与堆积在除冰器表面上的冰的弹性模数一样大。

该装置至少包括一个有一定大小、位置和物理形状的变形装置，由于变形装置的作用，使得除冰器的外表面弦向变形。最好，变形装置是一种能扩张的管状零件，位于外表面的下面，并用压力流体加压。最好，这种流体是加压的气体。

该装置还包括一种装置，用以控制变形装置完成外表面变形的作用，当与充气装置合用而产生变形时，这个控制装置设置一个给充气膨胀部件充气的装置，充气膨胀时间不超过0.25秒，最好不超过大约100毫秒，而最可取的是不超过大约50毫秒。此处所指的变形装置通常是可膨胀的部件。装置也包括一个装置，用于变形装置的排气，它紧接在充气之后进行。

在最佳的实施例中，变形装置是能膨胀的。根据本发明的装置包括一种用以防止充气膨胀管状部件过量加压装置，以便获得所希望的变形和外表面的弦向变形。此种气流过量保护装置，通常是个储气筒，与压力气源连接，储气筒具有特定的容量，因此从储气筒排出的气体进入管状部件内，能使其膨胀到所要求的程度。通常本例变形装置的膨胀部件得到膨胀加压是线圈操纵的控制阀，最好，储气筒与变形装置组合在一起。

本发明最佳实施例用的压缩气体可由低压气体源获得，该低压气体源是通过增压器安装在飞机涡轮发动机上的压缩机。通常此种增加器包括两个活塞面，其中一个活塞面比另一个活塞面小。低压气源与比较小的活塞面连接，由于活塞的运动，使与较大活塞面相连的腔排气。增加器装有换向装置提升阀，当大活塞室空气排空时，低压气源与大活塞室接通，从而使活塞向相反的方向运动，使与较小活塞面相连的室内气体受到压缩。当达到所要求的压缩程度，提升阀再次移动，从而使大活塞室再次排气，而低压气体又进入小活塞室。

下面将对本发明的最佳实施例及附图进行描述，这样会更加清楚本发明的上述和其它特征及优点。

图1是按照本发明的除冰器侧面剖视图。

图2是按照本发明的除冰器控制示意图。

图3是适用于本发明实施例的气动增压器的全剖视图。

图4是适用于本发明实施的喷射器及控制操作排放阀的剖视图。

图5是按照本发明的另一个实施例的除冰器剖面图。

本发明提供一种用于前缘表面除冰的方法和装置。所谓的除冰是指在前缘上形成冰层之后将其除去。所谓的前缘是指一种结构表面，在结构受到气流冲撞时能起相当大的均衡作用。例如，机翼、安定面、支柱，发动机舱的前方边缘部位以及在飞行中，飞机被气流首先撞击的外壳和突出的部位。

参阅附图，图1所示的是按照本发明的前缘除冰器10。

除冰器10包括一外表面层12，即外壳，由刚性材料制成，如塑料或金属，具有相当高的弹性模数，即杨氏模数，其值至少为40，000KPa。最好，弹性模数至少与在前缘上积冰的弹性模数一样大，而至少应为275，000KPa。可以相信，最佳实施例的弹性模数可达到大约7，500，000KPa或更大。

较上面的中间层14和较下面的中间层16均位于外壳12的下面。通常这些中间层14，16是织物材料，其中一个表面上涂覆以橡胶混合物。比较上面的中间层14，其上涂覆橡胶的表面朝向外壳12并粘附于外壳12上。较下面的中间层16的橡胶混合物，是涂覆在背离外壳12的那一面上的。因此在中间层14与中间层16之间的织物共同形成一个空间18。

中间层14，16可以用任何一种合适的或常规性能的织物。比较好的是用人造丝、聚酯、尼龙或丙烯酸系纤维织成的织物。所用的橡胶混合物可以是任何具有合适的或常规性能的如天然橡胶、丁苯橡胶或氯丁橡胶，它们适用于粘附于除冰器10的外壳12或其它结构零件上。在橡胶混合物的技术领域里，这些合适的橡胶是公知的。

中间层14、16的机械连接法可采用热封、化学粘合、粘结胶连接，或如附图所示的，至少在除冰器的一个后缘20的19处采用压合。

膨胀部件24和粘合层26采用粘合剂，用硫化法粘合于较低中间层16的橡胶混合物上面，或是用其它合适的和一般方法固定于比较低的中间层16上。通常粘合层26由橡胶或类橡胶材料构成，适合于粘合在飞机的外壳上。在技术上，此种混合物是众所周知的。影响选择混合物的因素有许多，包括：与安装除冰器的飞机外壳的性能，相对的成本大小以及天然和合成橡胶的有效工作时间。在橡胶技术领域中，影响选择和粘合层材料的因素也是众所周知的。氯丁橡胶如聚氯丁二烯橡胶（杜邦）和丁腈橡胶都是粘合层的较好材料。

膨胀部件24为一管状的结构，一般延伸到除冰器的长度范围，并且象中间层14，16一样由织物材料制成，其一面涂覆以橡胶混合物。形成的管状件24其涂覆橡胶混合物的面为离其中心朝外表面，从而在管状件24的内部形成一个膨胀腔28。充气管30用以传输流体，以合适的或一般的方法与膨胀腔28连接。隙间管子31用以传输流体，与隙间的空间18连接，依此，与真空源接通，隙间的空间18可被抽空。

在附图1上所示的仅仅是单个膨胀件24，应该理解为可以在外壳12的下面装多个膨胀件，当它们膨胀时，能导至外壳的变形。膨胀件24具有一定的大小，形状，并能在充气时达到所要求的压力，一般大约为69至276KPa之间。这时膨胀件上的外壳的伸展变形应大约不大于0.5厘米，而最好是大约不大于0.25厘米。实际上所需要的变形是随着前缘10的实际外形以及在其上面积冰的状态不同而变化。一般要求此变形的范围在0.1至0.35厘米之间。外壳的变形是基于管状件24的膨胀，这种变形发生在弦向，即如图1所示的外壳12上的弧线35。而这种变形及伴随发生的弦向变形使冰层与外壳的接触表面产生应力，从而破坏冰与壳体之间的粘结力，并必然导至冰层的断裂。可以确信，附在外壳上的冰层其延伸能力不如外壳。

整个除冰器10是用合适的或公知的方法粘合于飞机的外壳上，而通常使用的粘合剂如：“3M部号码为1300L”

（3M    part    mumber    1300L）。

间断的区域37，38用以保证除冰器有均匀、光滑的轮廓。

弧线35所示的弦向变形，在除冰器外壳12上产生非常有限的拉伸运动。其所以是有限的拉伸，而不象传统的气力除冰器，是因为外壳具有高的弹性模数。就涂覆橡胶的中间层14，16和粘合层26而言，考虑到高的模数不是重要的，而通常定为低的模数。考虑到模数仅对于外壳12是重要的，就定为高的模数，因此，外壳是用高的模数材料制成，其极限伸长大约大于3%，而最好是大约大于5%。所谓弹性是指经受住变形而不产生永久性尺寸或形状改变的能力。当发生外壳弦向变形，即外壳12受到了工作伸长，这种工作伸长应该小于构成除冰器外表面的外壳12材料固有的极限伸长，否则外壳12可能发生过早断裂。工作伸长也应该小于材料的疲劳变形。疲劳变形是指频繁的变形使材料产生疲劳断裂。

外壳12可由合适的或常规的材料如金属或塑料制成。退火的薄不锈钢板和退火的钛钢薄板可用作本发明实施例的外壳12的材料。所谓的薄对于金属材料来说是指0.00254至大约0.0254厘米;而对于非金属材料来说是0.008至0.0508厘米。同样，具有高弹性模数和合适的伸长极限的塑料也可作为外壳材料。尤其是本发明实施选用的一种塑料为聚醚酮（peek）可从英国化学工业公司（ICI）买到。其它合适的或一般的塑料如：聚碳酸酯，乙缩醛，尼龙、聚酯、聚氟乙烯、聚乙烯以及类似的塑料均可用作符合本发明的实施材料。此类材料的伸长极限应该大约大于3%，最好，大约大于5%;而弹性模数即杨氏模数至少大约为40，000KPa，最好至少大约为275，000KPa，还可高达大约7，500，000KPa或更大。聚合材料的利用超过金属，其原因可能在于冰附着在聚合材料的可能性较小。

显然，参阅图1可以采用与膨胀件24不同的变形装置使外壳12表面变形，一种驱动的棒可以用来代替膨胀零件24，它使用一种升降机械改变外壳12的形状。此种升降机械是用一种类似凸轮机构或是流体驱动系统驱动如普通的液压升降机。

图5所示的是本发明的另一种最佳实施例。其特征是除冰器10装有具有高弹性模数的外壳12，外壳12附在刚性机翼120上，其中形成多个沟槽122。刚性机翼120包括多个触点123，当外壳12作为机翼120的前缘时，这些触点用以支承外壳12以阻止由于遭到空气压力而造成扭曲。

沟槽122内充以抗结冰的低比重流体，如用酒精。间歇地使沟槽122内的液体受到压力，有效地施压于沟槽，从而使外壳12向外产生轻微的变形，然后解除低比重液体所受的压力，外壳12的变形也随之消除。

刚性机翼可用合适的或常规的材料构成，如金属或是用合适的或常规的强化的复合材料。外壳可用退火的不锈钢薄板或钛钢薄板，也可以用如聚醚酮塑料（Peek）。最后，描述接触点123，如图5所示（或点接触或线接触）或是可以有较宽的平直部分用以支承外壳12。沟槽和触点的特定结构将部分地取决于刚性机翼120和外壳12所选择的材料。代替向沟槽122内的流体进行急剧增压，在另一个实施例里，沿着沟槽122的纵向由流体引入流体压力脉冲，在脉冲通过时，这种脉冲可有效地使外壳12产生瞬时的变形。这种瞬时脉冲可由与沟槽122相连接的用偏心轮机构驱动的简单柱塞产生。另一种方法是采用由定时器控制电磁线圈借此由高容量机械泵发生脉冲。脉冲作用的时间间隔应小于0.5秒，比较好的是小于100毫秒，最佳是小于50毫秒，以使高模数的相对刚性外壳12产生所要求的除冰效果，如图5所示。

任何一种外壳12的变形装置，其作用迅速是重要的。要求外壳12在大约0.25秒之内产生变形，以保证有效地除去0.6厘米厚的冰层或是更小厚度的冰层，如0.05厘米厚的冰层。很少遇到大于0.6厘米厚的冰层，即使遇上，使用本发明的除冰器也可以很容易将其除去。最好，变形发生在大约100毫秒内，最佳的是在50毫秒内完成。这样快速的变形在于能有效地作用摧毁冰层，使冰层脱离外壳12，而不给积冰适应外壳12表面形状变化的机会。值得注意的是，作用时间超过大约1秒，会导至不能完全地除去外壳12上的积冰，并导至不利于除冰器的操作。

如果变形装置是一个机械装置，相应的快速变形可以较容易达到，如使用凸轮机构或短冲程的液压驱动装置向外压外壳12。如果除冰器10包括一管状件24，如图1所示，可用充入压力流体使其膨胀。如果所用的流体是液体，装置应具有能在比较短的时间内将较大量的压力流体压入的能力，从而保证在规定的时间内膨胀。如果膨胀件24是靠压缩空气膨胀，需要一种气源能在相当大的压力下将气体压入除冰器，以便产生实际的迅速膨胀。

然而，引入的流体如空气，因是在升压的情况下进入管状件24内，若不加控制会导至除冰器的超加压，其结果会损害前缘的结构。于是按照本发明的除冰器，最好是包括一种装置用以限制或控制加压范围，以便在其压力范围内使外壳产生变形。

对于凸轮机构或液压升降机能够满足除冰器对限制变形的需要，这是众所周知的。对于由液体膨胀的管状件24，体积或压力限制器能产生满足要求的作用。对于由气体膨胀的管状件24，需要一种装置，该装置用于储存压力气体，即具有实际容量的储气筒，当储气筒排放时可以仔细地确定排入膨胀件的空气量，使其刚好产生所要求的膨胀，使得外壳12的变形及弦向变形达到所要求的范围。

同样地，一种设备或装置是需要的，它用以可靠地保证将任何此种储气筒的气体很快速和充足地充入除冰器。参阅附图，图4所示的控制操作阀50，它包括储气筒52，带有一个有一定尺寸的内腔53，用以储存适当的压力空气，以便将压力空气引入管状件24内，如图1所示。储气筒有一入口54，它包括一个小孔，使空气以较慢的速度在储气筒内形成压力。控制座56用以打开进入室53的通道。控制座56装在轴57上，轴上有压力弹簧58。轴57由电磁线圈59驱动。由于电磁线圈的作用，控制座56朝着储气筒腔53的方向移动，从而使压力弹簧受压。由于电磁线圈59断电，压力弹簧58弹回，使控制座56返回到关闭的位置。

在控制座56的外面套有主阀座61，它由活塞62带动。紧挨着活塞62有空腔63，而活塞62由压力弹簧64所带动。与主阀活塞空腔63相通的通气道66也与控制阀座56相通，因此开启控制阀座56，来自内腔53的高压空气可以进入空腔63。

进入空腔63的压力空气，在活塞62上受压的面积大于阀座61上的受压面积时，开启阀座61，并允许储气筒内腔53的空气排出。当储气筒内腔53的压力下降时，由于弹簧64的作用使得主阀座返回到关闭的位置。

阀50包括一个喷射口69和一个真空通道70。喷射口69用合适的或常规的方法设计，而真空通道70至少要与一个排气口67连接。真空通道70用作排气道71和喷射口69之间的空气输送的连接通道，这样排气口67可被抽真空。当控制阀和主阀座关闭，这期间，以比较低的气源作用于喷射口69，那么排气口以及管状膨胀件24均可被抽真空，如附图1所示。图1所示的隙间管31能实现上述情况，它与真空通道70相连，从而隙间管31和图1所示的空间18内的空气被抽空。它们之间的连接可用合适的或常规的公知的管道装置连接。

当储气室53迅速排气时，图4中的小孔55能防止在储气室53中再建压力及阀座56、61关闭。

参阅附图，图2所示的是系统80示意图，是用于按照本发明的飞机机翼、水平安定面的除冰系统80，包括一个低压气源81如压缩机或引自喷气式涡轮发动机。气源81与调节器82、83连接，以保证低压气源供气压力的稳定。调节器83用以向喷射口69提供低压空气，如图4所示。

调节器82为增压器84提供一恒定的低压空气源。增压器84把来自低压气源81的空气升压到需要的压力。储气筒85用以储存高压空气。储气筒85可用合适的或常规的金属材料制成或是使用高强度的织物如（KEVLARR），可从“杜邦”买到。所谓低的压力是指提供的压力大约在7至700KPa之间。所谓的高压是指压力大约在700至12，000KPa。

主储气筒85内的高压空气用合适的管道86与和控制阀相关的储气筒连接，如图4所示的储气筒52。使用如图4所示的控制操作阀50，将从储气筒来的高压空气分别通到带有膨胀件24的机翼和安定面的除冰器87、88、89，如图1所示。

控制装置90用以控制与控制操作阀50相连的电磁线圈59的开启，从而能定期地将高压空气排入除冰器87、88、89的膨胀件24内。最好控制装置90的一个部分能对真空调节阀83向控制操作阀50的喷射口69输送的空气作定时定量地控制。这种控制可用公知的方法实现。

图2所示的系统80仅仅是一个例子，应该理解它可以有各种改进和各种方案，以适用于特定的除冰器和各种各样的阀。更详细地说，低压空气源可以用高压空气源代替，如用压缩机或储气瓶（未示出），这样增压器就成为多余的。同样，真空调节器83和调节器82可以组成供低压空气的单一体，用以产生真空和增压。

如图2所示的增压器84，其具体结构如图3所示。参阅图8，增压器84包括一个活塞92、其一端有大的表面93、而另一端有小的表面94，并在大活塞腔95和小活塞腔96内运动。从进口98到小活塞腔96处有进口抑制阀99。从小活塞腔96到出口100处有一出口抑制阀101。

有一个设置通道106的往复式提升阀105。往复式提升阀105沿着活塞轴向运动，用以使通道106或与排气口通道107，或与入口108相通。

压力弹簧109用以使提升阀105复位。当活塞92运动时，由活塞92的轴端部分110作用压力弹簧109，弹簧109受压产生反力施加于提升阀105，使其返回到通道106对准排气口107的位置。提升阀105的定位销111是用以抑制弹簧109的作用，当活塞92到达所要求的位置时制动活塞。

在操作中，入口98处供以低压空气并充满小活塞空腔96、然后驱动活塞直到大活塞93碰到提升阀105、并且引导提升阀105使通道106对准入口108。随之，低压空气作用于大活塞腔95，并以一个方向驱动活塞，使小活塞腔内的气体受到压缩，从而使得压缩气体从出口100排出。随着压力的提高，活塞的轴端部110加压缩压力弹簧109，并以足够的力量克服定位销111的制动作用，使得通道106对准排气口107，以便进行下一个循环操作。

增压器84和控制阀50，通常用轻质材料制成，如用铝。增压器84的几个部分如密封面以及控制阀50，可以用机械加工性能好的材料，如重量轻的塑料。

对最佳的实施例已做了详细的描述。很显然，在不超出上述的权利要求的范围内，还可以做许多的改进。

Claims (26)

1、一种表面积冰的除冰方法、它包括下列步骤：

在表面上提供一层具有相当高弹性模数的外表面，冰则堆积在该外表面上，

在外表面的下面至少有一个有一定大小、位置和物理形状的装置，用以使外表面变形、并基本上产生弦向变形，

定期地驱动该装置，使得外表面定期地产生符合要求的变形及弦向变形，足以分裂外表面上的积冰，完成驱动的时间不超过0.25秒。

2、根据权利要求1所述的方法，所说的装置对外表面不产生象机械锤那样的冲击作用。

3、根据权利要求1所述的方法，所说的装置有一个膨胀件或是一个机械升降机构。

4、一种前缘表面积冰的除冰方法，它包括下列步骤：

在前缘表面提供一层有相当高弹性模数的外表面，冰则堆积在该外表面上，

在外表面的下面至少有一个有一定大小、位置和形状的柔软且有相当大弹性的可膨胀装置，由可膨胀装置的膨胀使外表面产生变形，并基本上产生弦向变形，

定期地膨胀和收缩可膨胀装置，膨胀足以使外表面产生符合要求的变形和弦向变形，足以分裂外表面上的积冰，完成膨胀的时间不超过0.25秒，使用的压力流体。

5、根据权利要求4所述的方法，包括这样的步骤，即可靠地控制外表面变形及其弦向变形的程度。

6、根据权利要求4所述的方法，完成膨胀的时间不超过100毫秒。

7、一种飞机的前缘表面积冰的除冰方法，它包括下列步骤：

在前缘表面提供一层相当高弹性模数的外表面，冰则堆积在该外表面上，构成该外表面材料的杨氏模数至少为40，000KPa，

在外表面的下面至少有一个有一定大小、位置和形状的气动膨胀管，管子膨胀使外表面产生变形，并基本上产生弦向变形，而该外表面的延伸率不大于构成该外表面材料的极限延伸系数，

定期地膨胀和收缩膨胀管，足以使外表面产生符合要求的变形和弦向变形，以使外表面上的积冰分裂，完成膨胀的时间不超过0.25秒。

8、根据权利要求7所述的方法，完成膨胀的时间不超过100毫秒。

9、根据权利要求7所述的方法，包括这样的步骤，即可靠地控制外表面变形和弦向变形的程度。

10、前缘表面积冰的除冰装置，它包括：

前缘的外表面由相当高弹性模数的材料构成，冰则堆积在该表面上，

在外表面的下面至少有一个有一定大小、位置和物理形状的变形装置，由于该装置受驱动，在0.25秒内达到除冰所要求的外表面变形和弦向变形，

一种驱动装置，用以控制变形装置完成外表面所要求的变形。

11、根据权利要求10所述的装置，变形装置是一种可膨胀件或是一种机械升降机构。

12、根据权利要求11所述的装置，变形装置对外表面不产生象锤子那样的冲击作用。

13、根据权利要求10所述的装置、完成符合要求的变形时间不超过100毫秒。

14、前缘表面积冰的除冰装置，包括：

前缘的外表面由相当高弹性模数的材料构成，冰则堆积在该外表面上，

在外表面的下面至少有一个有一定大小、位置和形状的可膨胀装置，由该装置的膨胀使外表面产生变形，并基本上沿外表面产生弦向变形，

一种充压装置，它能在0.25秒内使用压力流体膨胀可膨胀装置使外表面产生符合要求的变形和弦向变形，以分裂在其上面的积冰，和

用于使可膨胀装置收缩的装置。

15、根据权利要求14所述的装置，压力流体是气体。

16、根据权利要求1所述的装置，包括一种可靠的控制装置，用以控制外表面的变形和弦向变形的程度。

17、根据权利要求15所述的装置，充压装置使可膨胀装置膨胀的时间不超过100毫秒。

18、一种前缘表面积冰的除冰装置，包括：

外表面层用弹性模数至少大于大约40，000KPa的材料构成，

在外表面的下面至少有一个有一定大小、位置和形状的可膨胀管状件，由于管状件膨胀产生外表面变形，并基本上沿弦向产生变形，

一种充压装置，它能在0.25秒内用压力流体膨胀可膨胀装置，足以产生符合要求的外表面变形和弦向变形，并足以分裂在外表面上的积冰，

一种装置，用以可膨胀另件的收缩;

一种控制装置，用以阻止可膨胀的管状件过渡膨胀，以保证外表面变形和弦向变形符合要求。

19、根据权利要求18所述的装置，其中控制装置包括一个相当大压力的气体源，还包括用以储存相当大压力流体的特定容积的装置，其中充压装置还包括一部件，能将储存室的流体排入管状件中，而且从开始排放直到完成，不超过0.25秒。

20、根据权利要求19所述的装置，储气装置具有一定大小的空腔，当充满压力流体并排放到管状件时，管状件达到所要求的膨胀压力，足以使外表面产生符合要求的变形和弦向变形。

21、根据权利要求19所述的装置，充压装置是电磁线圈操纵的控制阀。

22、根据权利要求19所述的装置，充压装置包括一个喷射口，用它将管状件抽成真空。

23、一种前缘气动除冰器，它包括：

外表面至少由一层弹性模数至少大于大约40，000KPa的材料构成，

在外表面的下面有一对中间层，是织物材料，其中一面用橡胶混合物涂覆，两个中间层在其尾部后缘处固定，以此在不涂覆的相对表面间形成一个中间空腔，并构成了上中间层和下中间层，

上中间层粘合形外表面层，

气动可膨胀的管状件用织物构成，其一面用橡胶混合物涂覆，并形成管子结构，不涂覆的表面构成管子的内壁，管子粘合于下中间层，

一个粘合层与下中间层和管状件粘合，它由能粘合的材料构成，并靠此将除冰器粘在前缘上，

至少有一通道，用以把空气输送到管状件，

至少有一通道，用以把空气输送到中间空腔，

有一储气筒，用以储存大量的相当大压力的空气，用该压力空气将管状件膨胀到所要求的程度，

有一控制阀与储气筒相连接，并与管状件通道相连，利用管状件通道把储气筒内的压力空气输送到管状件，

有一真空源，至少与一个通道连通，使得至少一管状件或一中间空腔被抽真空，

有一个相当大压力的气源。

24、根据权利要求23所述的装置，相当大压力的气源是一个增压器，它包括一对活塞表面，其中一活塞表面比较小，而另一个活塞表面比较大，有一通道把低压气体引入与比较小活塞面相连的空腔内，一个往复式提升阀，一个往复式提升阀的定位销，至少有一通道，该通道的一部分设在提升阀上，以便把与比较大活塞表面相连的空腔内的气体排出，另外有一个入口，用以把低压气体引入到与比较大活塞表面相连的空腔内，还有一个出口，用以把与比较小活塞表面相连的空腔内高压气体排出。

25、一种控制阀，包括：

1）一个储气室，用以储存有相当大压力的流体，

2）一个小阀座部件，

3）一个电磁线圈，用以开启小阀座部件，而小阀座部件与储气室相通，

4）一个大的阀座部件，

5）一个活塞，用以开启大阀座部件，小阀座部件插在活塞的中心流体通道中，利用电磁线圈开启小阀座，来自储气室的流体通过上述的中心通道作用于大活塞上表面上，由于大活塞的结构，使得大活塞在流体压力的作用下移动，从而开启大阀座，

6）一个出口与储气室连通，当大阀座被开启时，把压力流体输出，

7）一个零件，当储气室内的压力流体排放到符合要求时，能使大阀座复位，

8）一个喷射口，

9）一个抽气口，当流体通过喷射口时被抽成真空，

10）一个通道用于抽气口连通出气口。

26、一种气体增压器，包括：

1）低压气体入口，

2）一对活塞室，一个活塞室大于另一个活塞室，并与大、小活塞表面相连，

3）一个通道用以把低压气体输送到较小的活塞室，

4）一个往复式提升阀，

5）一个往复式提升阀的定位销，

6）排气通道至少有一通道，在往复式提升阀的带动下，把大活塞室的气体排到增加器的外界，排气通道在往复式提升阀的带动下，通往位于增压器上方的一个入口，排气通道靠往复式提升阀的带动对准不同位置的通道，

7）有一个第二低压流体入口，靠往复式提升阀的运动到预定的位置，将其对准排气通道，

8）有一个出口;

9）在出口与小活塞室之间有一个气体输送通道，

10）有一个压力弹簧，用以对往复式提升阀施压，并使其移动预定位置。

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