DE102006031330B4

DE102006031330B4 - Für Eis empfänglicher Abschnitt eines Flugzeugs, insbesondere Flugtriebwerk- Zelleneinlasslippe, umfassend ein Eisschutzsystem, Flugtriebwerk mit einer solchen Einlasslippe sowie ein Verfahren zum Schutz einer solchen Einlasslippe vor Vereisung

Info

Publication number: DE102006031330B4
Application number: DE102006031330.5A
Authority: DE
Inventors: Galdemir C. Botura; David C. Flosdorf
Original assignee: Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: GB0613616D0; DE102006031330A1; FR2888562B1; US7780117B2; GB2428275B; GB2428275A; FR2888562A1; US20070102582A1

Abstract

Zelleneinlasslippe (22) für ein Flugtriebwerk (16), das einen Strukturkörper (30) und ein Eisschutzsystem (60) umfasst; wobei der Strukturkörper (30) die Vorderkante (32) des Flugtriebwerks (16) definiert und einen inneren Wandabschnitt (40) besitzt, der einen Einlass (24) für das Flugtriebwerk (16) definiert; wobei der innere Wandabschnitt (40) mehrere innere Zonen (52, 54, 56) besitzt, die in Strömungsrichtung der in das Flugtriebwerk (16) eintretende Luft gesehen hinter der Vorderkante (32) angeordnet sind, wobei die mehreren inneren Zonen (52, 54, 56) eine innere vordere Zone (52), die sich direkt hinter der Vorderkante (32) befindet, eine innere mittlere Zone (54), die sich direkt hinter der inneren vorderen Zone (52) befindet, und eine innere hintere Zone (56), die sich direkt hinter der inneren mittleren Zone (54) befindet, umfassen wobei das Eisschutzsystem (60) eine Eisschutzeinrichtung (62, 64, 66) besitzt, die jeder der inneren Zonen (52, 54, 56) zugeordnet ist; und wobei jede Eisschutzeinrichtung (62, 64, 66) unabhängig steuerbar ist, um ein Betreiben der inneren Zonen (52, 54, 56) in verschiedenen Betriebsarten, mit verschiedenen Leistungspegeln und/oder in verschiedenen Zeitintervallen zu ermöglichen, und wobei die der inneren mittleren Zone (54) zugeordnete Eisschutzeinrichtung (64) in einer Anti-icing-Betriebsart betreibbar ist, bei der der Eisschutzeinrichtung (64) kontinuierlich Leistung zugeführt wird, um das Bilden von Eis an dieser Zone (54) zu verhindern, und in einer De-icing-Betriebsart, bei der der Eisschutzeinrichtung (64) intermittierend Leistung zugeführt wird, um an dieser Zone (54) gebildetes Eis zu entfernen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Eisschutzsystem für Flugzeugzellen und insbesondere auf ein Eisschutzsystem, das eine Vereisung an der Einlasslippe einer Triebwerkszelle verhindert.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Flugzeug umfasst typischerweise einen Rumpf, Tragflächen und Triebwerke. Jedes Triebwerk umfasst innere Triebwerkskomponenten (z. B. Fantriebwerkskomponenten) und eine Zelle bzw. Gondel, die die inneren Triebwerkskomponenten aufnimmt. Jede Zelle weist eine Einlasslippe auf, die die Einlassöffnung definiert, durch die Luft in das Triebwerk eintritt. Die Bildung von Eis an der Zelleneinlasslippe kann ein gewöhnliches Vorkommnis während des Flugs eines Flugzeugs sein. Die Vereisung an der Lippe kann den Umriss des Lufteinlasses des Triebwerks verändern und dadurch Luftströmungsmuster nachteilig beeinflussen (z. B. den Luftstrom in das Triebwerk einschnüren) und die aerodynamischen Eigenschaften verändern (z. B. den Luftwiderstand erhöhen). Falls große Eisstücke von der Einlasslippe abbrechen und in das Triebwerk eindringen, können sie die Rotorblätter und andere innere Triebwerkskomponenten beschädigen. Daher ist es gewöhnlich erforderlich, dass ein Flugzeug irgendeinen Typ eines Zellen-Eisschutzsystems enthält.
Aus der US 2005/0006529 ist eine Schallschutzkonstruktion für eine Triebwerksgondel bekannt.
Aus der US 6,027,075 ist eine elektrische Enteisungsvorrichtung bekannt.
Aus der US 6,196,500 ist eine elektrisch oder mit Heißgas betriebene Enteisungsvorrichtung für eine Tragflächenvorderkante bekannt.
Aus der US 6,027,078 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Förderung einer Laminatströmung um eine Tragflächenaußenfläche bekannt.
Aus der EP 0 872 417 ist ein Enteisungssystem mit einem Heizelement an einer Tragflächenvorderkante bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft ein Eisschutzsystem für Zelleneinlasslippe, das gewünschte Luftstrommuster (in dem Triebwerk und um das Triebwerk) bewahrt, die Größe von Eisteilchenabwurf steuert und den Kraftverbrauch optimiert. Das Eisschutzsystem kann elektrische Energie verwenden, um Eis zu verhindern/zu entfernen, wodurch Probleme, die mit einer herkömmlichen Zusatzluftheizung verbunden sind (d. h. Betrieb bei erhöhter Temperatur, Wärmeausdehnungsanpassungen, Bauteilfestigkeitsüberlegungen, Anforderungen an Druckentlastungstüren bzw. -klappen, Kompromisse bei der Triebwerksleistung usw.) beseitigt sind. Außerdem kann das Eisschutzsystem der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit Schallschutzkonstruktionen wie etwa jenen, die in US 2005/0006529 gezeigt sind, verwendet werden.
Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine Zelleneinlasslippe für ein Flugtriebwerk, das einen Strukturkörper und ein Eisschutzsystem umfasst. Der Strukturkörper definiert die Vorderkante des Flugtriebwerks und besitzt einen inneren Wandabschnitt, der den Einlass für das Flugtriebwerk definiert. Der innere Wandabschnitt besitzt mehrere innere Zonen, die hinter der Vorderkante nacheinander angeordnet sind (z. B. eine innere hintere Zone, eine innere mittlere Zone und eine innere hintere Zone), wobei das Eisschutzsystem eine jeder der inneren Zonen zugeordnete Eisschutzeinrichtung besitzt. Jede Eisschutzeinrichtung ist unabhängig steuerbar, um einen Betreiben der inneren Zonen in verschiedenen Betriebsarten, mit verschiedenen Leistungspegeln und/oder in verschiedenen Zeitintervallen zu ermöglichen.
Das Eisschutzsystem der vorliegenden Erfindung kann an jedem für Eis empfänglichen Abschnitt eines Flugzeugs wie etwa der oben beschriebenen Zelleneinlasslippe oder einer Tragfläche oder einem Heck des Flugzeugs verwendet werden.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen vollständig beschrieben und dargelegt. Die folgende, beigefügte beschreibende Zeichnung zeigt eine bestimmte, veranschaulichende Ausführungsform der Erfindung genau auf, wobei diese Ausführungsform nur eine der verschiedenen Möglichkeiten, die Prinzipien der Erfindung anzuwenden, andeutet.
ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Flugzeugs, das eine Zelleneinlasslippe gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
2 ist eine Querschnittsansicht der Zelleneinlasslippe.
Die 3A–3E sind schematische, auseinander gezogene Ansichten der Zelleneinlasslippe.
4 ist eine schematische Ansicht des Eisschutzsystems.
5 ist eine schematische Vorderansicht der Zelleneinlasslippe.
GENAUE BESCHREIBUNG
In der Zeichnung und zunächst in 1 ist ein Flugzeug 10 gezeigt. Das Flugzeug 10 umfasst einen Rumpf 12, Tragflächen 14 und Flugtriebwerke 16. Jedes Flugtriebwerk 16 umfasst innere Triebwerkskomponenten 18 (z. B. Fantriebwerkskomponenten) und eine Zelle 20, die die inneren Triebwerkskomponenten 18 aufnimmt. Jede Zelle 20 weist eine Zelleneinlasslippe 22 auf, die den Einlass 24 definiert, durch die Luft in das Flugtriebwerk 16 eintritt. Bei dem gezeigten Flugzeug 10 sind die Flugtriebwerke 16 an den Tragflächen 14 angebracht, wobei die Zellen 20 in der Luftfahrtindustrie wahrscheinlich als relativ groß betrachtet würden (d. h., dass sie jeweils einen Durchmesser besitzen, der zehn Fuß überschreitet). Jedoch könnten die Flugtriebwerke 16 zusätzlich oder alternativ an anderen Flugzeugorten angebracht sein, und/oder die Flugtriebwerke 16 und/oder die Zellen 20 könnten verschiedene Größen besitzen.
In 2 ist nun ein Querschnitt der Zelleneinlasslippe 22 gezeigt. Die Zelleneinlasslippe 22 umfasst einen Strukturkörper 30, der die Vorderkante 32 der Zelle 20 definiert und so geformt/gestaltet ist, dass der Luftstrom in das Flugtriebwerk 16 maximal und der Luftwiderstand minimal ist. Wie im Folgenden näher erläutert wird, besitzt die Zelleneinlasslippe 22 eine Schallschutzkonstruktion wie etwa jene, die in US 2005/0006529 gezeigt ist (wovon die gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis aufgenommen ist), wobei der Strukturkörper 30 zu diesem Zweck eine hintere Haut 34, einen Wabenkern 36 und ein vordere Haut 38 aufweist. Der Strukturkörper 30 und insbesondere die vordere Haut 38 besitzen einen inneren Wandabschnitt 40 und einen äußeren Wandabschnitt. der innere Wandabschnitt 40 bildet den Einlass 24, durch die sich Luft in das Flugtriebwerk 16 bewegt; der äußere Wandabschnitt bildet die Oberfläche, über die sich Luft um das Flugtriebwerk 16 bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der innere Wandabschnitt 40 als aus mehreren inneren Zonen bestehend betrachtet, die in der gezeigten Ausführungsform eine innere vordere Zone 52, eine innere mittlere Zone 54 und eine innere hintere Zone 56 sind. Die innere vordere Zone 52 befindet sich genau hinter der Vorderkante 32, die innere mittlere Zone 54 befindet sich direkt hinter der vorderen Zone 52, und die innere hintere Zone 56 befindet sich direkt hinter der mittleren Zone 54. Der äußere Wandabschnitt kann als aus einer äußeren Zone 58 bestehend, die sich hinter der Vorderkante 32 und/oder von der inneren vorderen Zone 52 erstreckt, betrachtet werden. Es kann als Hinweis in die Zukunft angemerkt werden, dass, wie gezeigt ist, die innere vordere Zone 52 (oder eine andere Zone für diese Sache) aus zwei Unterzonen 52a und 52b gebildet sein kann. Es kann außerdem angemerkt werden, dass sich die innere vordere Zone 52 etwas über die Vorderkante 32 hinaus über den äußeren Wandabschnitt erstrecken kann.
Bei der gezeigten relativ großen Zelle 20 eines Triebwerks kann die innere vordere Zone 52 eine Länge von etwa drei bis sechs Zoll des inneren Wandabschnitts 40 belegen, kann die innere mittlere Zone 54 eine Länge von etwa vier bis sieben Zoll des inneren Wandabschnitts 40 belegen und kann die innere hintere Zone 56 eine Länge von etwa vier bis sieben Zoll des inneren Wandabschnitts 40 belegen. Die äußere Zone 58 kann eine Länge von etwa vier bis acht Zoll des äußeren Wandabschnitts belegen. Jedoch ändern sich die Länge dieser Zonen und das Verhältnis der Längen zwischen diesen Zonen in Abhängigkeit von dem bestimmten Flugzeug, der spezifischen Triebwerkkonstruktion, der gewählten Lippengeometrie und/oder den erwarteten Flugbedingungen. Beispielsweise können die Zonen jeweils eine Länge von etwa einem bis zwölf Zoll, mehr als ein Zoll und/oder weniger als zwölf Zoll an dem jeweiligen Wandabschnitt 40/(äußerer Wandabschnitt) belegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Zelleneinlasslippe 22 ein Eisschutzsystem 60 mit einer Eisschutzeinrichtung 62/64/66, die jeweils den inneren Zonen 52/54/56 zugeordnet ist. Wie im Folgenden näher erläutert wird, ist jede Eisschutzeinrichtung 62/64/66 unabhängig steuerbar, um ein Betreiben der inneren Zonen 52/54/56 in verschiedenen Betriebsarten, mit verschiedenen Leistungspegeln und/oder in verschiedenen Zeitintervallen zu ermöglichen. Vorzugsweise verhindern/beseitigen die Eisschutzeinrichtungen 62/64/66 Eis durch elektrische Energie (entweder um eine Stromvorbelastung (current bias) zu erzeugen und/oder Wärme zu erzeugen) betrieben, womit kein Fluid zum Zweck der Enteisung (De-icing) oder Verhinderung des Anhaftens von Eis (Anti-icing) verwendet wird (z. B. wird keine heiße Triebwerksluft als Wärme transportierendes Medium und/oder wird keine komprimierte Luft als Füllfluid verwendet). Die Eisschutzeinrichtung 62 für die innere vordere Zone 52 kann, wie gezeigt ist, zwei Unter-Eisschutzeinrichtungen 62a und 62b für die zwei Unterzonen 52a und 52b umfassen. Das gezeigte Eisschutzsystem 60 umfasst außerdem eine Eisschutzeinrichtung 68, die der äußeren Zone 58 zugeordnet ist, wobei diese Eisschutzeinrichtung 68 vorzugsweise ebenfalls elektrische Energie verwendet, um Eis zu verhindern/zu entfernen.
Wie oben angegeben worden ist, besitzt die Zelleneinlasslippe 22 Schallschutzmerkmale, wobei ihre vordere Haut 38 zu diesem Zweck Perforationen in den Bereichen, die einem Abschnitt der inneren vorderen Zone 52 (Unterzone 52b), der inneren mittleren Zone 54 und der inneren hinteren Zone 56 entsprechen, aufweist. (Siehe 3A–3C.) Die Unter-Eisschutzeinrichtung 62a für die Unterzone 52b, die Eisschutzeinrichtung 62 für die innere mittlere Zone 54 und die Eisschutzeinrichtung 66 für die innere hintere Zone 56 können von dem Niederleistungstyp sein, der in US 6027075 gezeigt ist, wovon die gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis aufgenommen ist. Bei diesem Typ einer Eisschutzeinrichtung wird eine Gleichspannungsquelle verwendet, um eine Gleichstromvorbelastung für die Eisgrenzfläche zu erzeugen, die vorteilhafterweise die Eishaftfestigkeit verändert. Die Eisschutzeinrichtungen 62a/64/66 können jeweils ein elektrisch leitendes Material umfassen, das für Schallwellen durchlässig ist (z. B. eine feine Gitterdrahtmasche) und mit der äußeren Oberfläche der perforierten vorderen Haut 38 in der Weise verbunden ist, dass es eine große Anzahl von Perforationen nicht versperrt oder anderweitig stört. (Siehe 3A–3C.)
Der Rest der vorderen Haut 38 einschließlich der Bereiche, die der Unterzone 52a und der äußeren Zone 58 entsprechen, ist unperforiert (d. h. kompakt). (Siehe 3D und 3E.) Die Unter-Eisschutzeinrichtung 62a und die Eisschutzeinrichtung 68 können herkömmliche elektrothermische Heizeinrichtungen sein, was heißt, dass sie jeweils ein folienartiges Substrat umfassen können, das darauf gedruckte oder anderweitig ausgebildete, leitende Heizelemente enthält. (Siehe 3D und 3E.) Die Verwendung verschiedener Typen von Eisschutzeinrichtungen für verschiedene Zonen und die Verwendung von zwei Typen von Schutzeinrichtungen 62a und 62b für die innere vordere Zone 52 kann einen optimalen Eisschutz bei Gesamtenergieeinsparung ermöglichen. Außerdem stehen in der gezeigten Ausführungsform die in den Zonen 52b, 54 und 56 eingesetzten Eisschutzeinrichtungen 62b, 64 und 66 mit den Schallschutzmerkmalen der Zelleneinlasslippe 22 in Einklang. Speziell ermöglicht beispielsweise die Trennung der inneren vorderen Zone 52 in die Unterzonen 52a und 52b die Aufteilung einer Gitterschutzeinrichtung in der Unterzone 52b mit der perforierten vorderen Haut 38 und die Verwendung einer elektrothermischen Heizeinrichtung in der Unterzone 52a mit der kompakten vorderen Haut 38.
Das heißt, dass die Eisschutzeinrichtungen 62/64/66/68 irgendeine Form, die gleiche oder eine unterschiedliche, besitzen können, die die gewünschten Eisschutzmerkmale für die jeweilige Zone 52/54/56/58 verschafft. Es kann außerdem angemerkt werden, dass die Eisschutzeinrichtungen 62/64/66/68 keine getrennten Abdeckungen oder Folien sein müssen, die mit dem Strukturkörper 30 der Zelleneinlasslippe 22 verbunden sind, sondern stattdessen beispielsweise eingebettet oder anderweitig in die vordere Haut 38 aufgenommen sein können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung und wie schematisch gezeigt ist, ist jede der Eisschutzeinrichtungen 62/64/66/68 unabhängig steuerbar, um ein Betreiben der inneren Zonen in verschiedenen Betriebsarten, mit verschiedenen Leistungspegeln und/oder in verschiedenen Zeitintervallen zu ermöglichen. Wie in 4 schematisch gezeigt ist, kann beispielsweise jede Eisschutzeinrichtung 62/64/66/68 getrennt Temperaturdaten zu einer Steuereinrichtung 70 liefern, wobei die Steuereinrichtung 70 jeder der Eisschutzeinrichtungen 62/64/68 getrennt Leistung zuführen und/oder die diesen zugeführte Energie steuern kann. Dies ermöglicht, dass jede Eisschutzeinrichtung 62/64/66/68 nur die erforderliche Menge an Leistung und nur für die erforderliche Zeitspanne empfängt, um das gewünschte Eisschutzergebnis in der jeweiligen Zone 52/54/56/58 zu erreichen.
Als Betriebsarten kann jede Eisschutzeinrichtung 62/64/66/68 entweder in einer Anti-icing-Betriebsart oder einer De-icing-Betriebsart betrieben werden, wobei wenigstens eine Eisschutzeinrichtung 66 entweder in einer Anti-icing-Betriebsart oder einer De-icing-Betriebsart betrieben werden kann. In der Anti-icing-Betriebsart wird der Eisschutzeinrichtung kontinuierlich Leistung zugeführt, um die Ansammlung von Eis in der betreffenden Zone zu verhindern. In der De-icing-Betriebsart wird der Eisschutzeinrichtung intermittierend Leistung geliefert, um angesammeltes Eis (das gebildet wird, wenn keine Leistung/Wärme geliefert wird) von der betreffenden Zone zu entfernen.
Die Betriebsart, in der jede Eisschutzeinrichtung 62/64/66/68 während einer bestimmten Periode betrieben wird, wird so gewählt, dass gewünschte Luftströmungsmuster bewahrt werden, die Größe von Eisteilchenabwurf gesteuert wird und der Kraftverbrauch optimiert wird. Beispielsweise kann die Eisschutzeinrichtung 62 für die innere vordere Zone 52 stets in einer Anti-icing-Betriebsart sein, um das Luftströmungsmuster in den Einlass beizubehalten und die Triebwerk-Leistungsparameter zu bewahren.
Die Eisschutzeinrichtung 64 für die innere mittlere Zone 54 kann je nach Flugbedingungen entweder in der Anti-icing-Betriebsart oder der De-icing-Betriebsart betrieben werden. Beispielsweise kann die Eisschutzeinrichtung 64 für die innere mittlere Zone 54 bei warmen Temperaturen (z. B. von über etwa –4°F) in einer Anti-icing-Betriebsart und bei kalten Temperaturen (z. B. von unter etwa –4°F) in der De-icing-Betriebsart arbeiten. Bei warmen Temperaturen ist eine kleine Menge an Leistung/Energie erforderlich, um eine Eisansammlung zu verhindern, wobei genug Wärme durch aufprallende Wassertröpfchen übertragen werden kann, um den Rücklauf zu minimieren. Bei kalten Temperaturen gefriert der Rücklauf von der inneren vorderen Zone 52 an der inneren mittleren Zone 54 und wird dann während des Enteisens (De-icing) infolge des verringerten Flüssigwassergehalts in sehr dünnen frostähnlichen Schichten abgeworfen. In der De-icing-Betriebsart kann bei kalten Bedingungen der Eisschutzeinrichtung 64 für die innere mittlere Zone 54 für eine geeignete Periode Leistung/Wärme/Energie zugeführt werden. Die Leistung/Wärme/Energie kann beispielsweise für eine Periode von etwa 5% bis 25% der Zykluszeit, für eine Periode von etwa fünf bis vierzig Sekunden, etwa zehn bis dreißig Sekunden und/oder etwa fünfzehn bis etwa fünfundzwanzig Sekunden, zugeführt werden.
Die Eisschutzeinrichtung 66 für die innere hintere Zone 56 kann in eine De-icing-Betriebsart betrieben werden, um jeden Rücklauf von der inneren mittleren Zone 54, der daran anfriert, abzuwerfen. Das De-icing-Intervall sollte so gewählt sein, dass die maximale Eisansammlung in diesem Bereich stets minimal ist, damit die Einlassgeometrie nicht verletzt wird und damit Eis in kleinen Größen abgeworfen wird. Beispielsweise würde der Eisschutzeinrichtung 56 für die innere hintere Zone 56 bei warmen Bedingungen (wenn die Eisschutzeinrichtung 62 für die innere mittlere Zone 54 in einer Anti-icing-Betriebsart arbeitet) für eine geeignete Zeitperiode (z. B. von etwa 20% bis 30% der Zykluszeit, für eine Periode von etwa zehn bis fünfzig Sekunden, etwa zwanzig bis vierzig Sekunden und/oder etwa fünfundzwanzig bis dreißig Sekunden) Leistung zugeführt. Bei kalten Bedingungen (wenn die Eisschutzeinrichtung 62 für die innere mittlere Zone 54 ebenfalls in einer De-icing-Betriebsart arbeitet) könnte der Eisschutzeinrichtung 66 für die innere hintere Zone 56 für eine geeignete Periode (z. B. von etwa 5% bis 25% der Zykluszeit, für eine Periode von etwa fünf bis vierzig Sekunden, etwa zehn bis dreißig Sekunden und/oder etwa fünfzehn oder etwa fünfundzwanzig Sekunden) Leistung/Wärme/Energie zugeführt werden).
Die Eisschutzeinrichtung 68 für die äußere Zone 58 kann stets in der De-icing-Betriebsart sein, um angesammeltes Eis zu entfernen, da ein Vereisen in diesem Bereich den Luftwiderstand, jedoch nicht die Triebwerksleistung beeinflusst. in der De-icing-Betriebsart kann der Eisschutzeinrichtung 66 für die äußere Zone 58 für etwa 5% bis 25% Zykluszeit, für eine Periode von etwa fünf bis vierzig Sekunden, etwa zehn bis dreißig Sekunden und/oder etwa fünfzehn bis etwa fünfundzwanzig Sekunden Leistung zugeführt werden.
Wie in 4 schematisch gezeigt ist, kann das Eisschutzsystem 60 mehrere (z. B. acht) gekrümmte Abschnitte aufweisen, wobei jeder Abschnitt eine Eisschutzeinrichtung 62, eine Eisschutzeinrichtung 64, eine Eisschutzeinrichtung 66 und eine Eisschutzeinrichtung 68 besitzt, die um den Umfang der Zelleneinlasslippe 22 angeordnet sind. Die Eisschutzeinrichtungen können alle durch dieselbe Steuereinrichtung (z. B. die Steuereinrichtung 70) gesteuert werden. Somit und/oder bei irgendeinem Ereignis kann den verschiedenen Eisschutzabschnitten, wenn eine Zone enteist wird, nacheinander Leistung zugeführt werden, um den Gesamtkraftverbrauch zu minimieren. (Wenn das Anhaften von Eis an einer Zone verhindert wird, würde sämtlichen der betreffenden Eisschutzabschnitten Leistung zugeführt.)
Es kann nun richtig eingeschätzt werden, dass die vorliegende Erfindung ein Eisschutzsystem 60 für Zelleneinlasslippe schafft, das gewünschte Luftströmungsmuster bewahrt, die Größe von Eisteilchenabwurf steuert und den Kraftverbrauch optimiert. Das Eisschutzsystem 60 kann elektrische Energie verwenden, um Eis zu verhindern/zu entfernen, wodurch Probleme, die mit einer herkömmlichen Zusatzluftheizung verbunden sind, beseitigt sind, und/oder das Eisschutzsystem 60 kann in Verbindung mit Schallschutzkonstruktionen verwendet werden.

Claims

Zelleneinlasslippe (22) für ein Flugtriebwerk (16), das einen Strukturkörper (30) und ein Eisschutzsystem (60) umfasst; wobei der Strukturkörper (30) die Vorderkante (32) des Flugtriebwerks (16) definiert und einen inneren Wandabschnitt (40) besitzt, der einen Einlass (24) für das Flugtriebwerk (16) definiert; wobei der innere Wandabschnitt (40) mehrere innere Zonen (52, 54, 56) besitzt, die in Strömungsrichtung der in das Flugtriebwerk (16) eintretende Luft gesehen hinter der Vorderkante (32) angeordnet sind, wobei die mehreren inneren Zonen (52, 54, 56) eine innere vordere Zone (52), die sich direkt hinter der Vorderkante (32) befindet, eine innere mittlere Zone (54), die sich direkt hinter der inneren vorderen Zone (52) befindet, und eine innere hintere Zone (56), die sich direkt hinter der inneren mittleren Zone (54) befindet, umfassen wobei das Eisschutzsystem (60) eine Eisschutzeinrichtung (62, 64, 66) besitzt, die jeder der inneren Zonen (52, 54, 56) zugeordnet ist; und wobei jede Eisschutzeinrichtung (62, 64, 66) unabhängig steuerbar ist, um ein Betreiben der inneren Zonen (52, 54, 56) in verschiedenen Betriebsarten, mit verschiedenen Leistungspegeln und/oder in verschiedenen Zeitintervallen zu ermöglichen, und wobei die der inneren mittleren Zone (54) zugeordnete Eisschutzeinrichtung (64) in einer Anti-icing-Betriebsart betreibbar ist, bei der der Eisschutzeinrichtung (64) kontinuierlich Leistung zugeführt wird, um das Bilden von Eis an dieser Zone (54) zu verhindern, und in einer De-icing-Betriebsart, bei der der Eisschutzeinrichtung (64) intermittierend Leistung zugeführt wird, um an dieser Zone (54) gebildetes Eis zu entfernen.
Zelleneinlasslippe (22) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die der inneren vorderen Zone (52) zugeordnete Eisschutzeinrichtung (62) in einer Anti-icing-Betriebsart betreibbar ist, bei der der Eisschutzeinrichtung (62) kontinuierlich Leistung zugeführt wird, um das Bilden von Eis in dieser Zone (52) zu verhindern.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die der inneren hinteren Zone (56) zugeordnete Eisschutzeinrichtung (66) in einer De-icing-Betriebsart betreibbar ist, bei der der Eisschutzeinrichtung (66) intermittierend Leistung zugeführt wird, um in dieser Zone (53) Eis zu entfernen.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eisschutzeinrichtungen (62, 64, 66) elektrische Energie verwenden, um Eis an/von den entsprechenden Zonen (52, 54, 56) zu verhindern/zu entfernen.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strukturkörper (30) einen äußeren Wandabschnitt umfasst, über den sich Luft um das Flugtriebwerk (16) bewegt, wobei der äußere Wandabschnitt eine Zone (58) hinter der Vorderkante (32) umfasst und wobei das Eisschutzsystem (60) eine Eisschutzeinrichtung (68) umfasst, die dieser äußeren Zone (58) zugeordnet ist.
Zelleneinlasslippe (22) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die der äußeren Zone (58) zugeordnete Eisschutzeinrichtung (68) eine elektrothermische Heizeinrichtung ist.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die der äußeren Zone (58) zugeordnete Eisschutzeinrichtung (68) unabhängig von den inneren Zonen (52, 54, 56) steuerbar ist, wodurch sie bei verschiedenen Leistungspegeln und/oder für verschiedene Zeitintervalle betrieben werden kann.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens manche der Eisschutzeinrichtungen (62, 64, 66, 68) eine leitende Masche umfassen.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens manche der Eisschutzeinrichtungen (62, 64, 66, 68) Heizelemente umfassen.
Zelleneinlasslippe (22) nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, wobei manche Eisschutzeinrichtungen (62, 64, 66, 68) eine leitende Masche umfassen und andere Eisschutzeinrichtungen (62, 65, 66, 68) Heizelemente umfassen.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der inneren Zonen (52) Unterzonen (52a, 52b) umfasst und wobei die Eisschutzeinrichtung (62) für diese Zone (52) Unter-Eisschutzeinrichtungen (62a, 62b), die diesen Unterzonen (52a, 52b) entsprechen, umfasst.
Zelleneinlasslippe (22) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Unter-Eisschutzeinrichtung (62a) Heizelemente umfasst und die andere Unter-Eisschutzeinrichtung (62b) eine leitende Masche umfasst.
Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strukturkörper (30) eine hintere Haut (34), einen Wabenkern (36) und eine vordere Haut (38) umfasst und wobei Abschnitte der vorderen Haut (38) perforiert sind.
Zelleneinlasslippe (22) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens manche der inneren Zonen (54, 56) in den Abschnitten der vorderen Haut (38), die perforiert sind, angeordnet sind und wobei die Eisschutzeinrichtungen (64, 66) für diese Zonen (54, 56) eine leitende Masche umfassen.
Zelleneinlasslippe (22) nach den Ansprüchen 11 und 13, wobei wenigstens eine innere Zone (52) eine Unterzone (52b), die an Abschnitten der vordere Haut (38), die perforiert sind, angeordnet ist, und eine Unterzone (52a), die an Abschnitten der vorderen Haut (38), die unperforiert sind, angeordnet ist, besitzt, wobei die Eisschutzeinrichtung (62) für die innere Zone (52) eine Unter-Eisschutzeinrichtung (62) für die Unterzone (52b) und eine Unter-Eisschutzeinrichtung (62a) für die Unterzone (52a) umfasst und wobei die Unter-Eisschutzeinrichtung (62b) eine leitende Masche umfasst und die Unter-Eisschutzeinrichtung (62a) Heizelemente umfasst.
Flugtriebwerk (16), das innere Triebwerkskomponenten (18) und eine Zelle (20), die die inneren Triebwerkskomponenten (18) aufnimmt, umfasst, wobei die Zelle (20) eine Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren für das Schützen der Zelleneinlasslippe (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–15 vor Eis, das die folgenden Schritte umfasst: kontinuierliches Zuführen von Leistung an die Eisschutzeinrichtung (62), die der inneren Zone (52) direkt hinter der Vorderkante (32) zugeordnet ist, um diese innere vordere Zone (52) vor Eis zu schützen; und wahlweise kontinuierliches Zuführen von Leistung oder intermittierendes Zuführen von Leistung an die Eisschutzeinrichtung (64), die der inneren Zone (54) direkt hinter der inneren vorderen Zone (52) zugeordnet ist, um diese innere mittlere Zone (54) wahlweise vor Eis zu schützen oder zu enteisen.