DE102022115054A1 - wing body - Google Patents
wing body Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022115054A1 DE102022115054A1 DE102022115054.2A DE102022115054A DE102022115054A1 DE 102022115054 A1 DE102022115054 A1 DE 102022115054A1 DE 102022115054 A DE102022115054 A DE 102022115054A DE 102022115054 A1 DE102022115054 A1 DE 102022115054A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- outer skin
- wing body
- coil
- induction coils
- support structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 52
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 33
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/12—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by electric heating
Abstract
Die Erfindung betrifft einen aerodynamisch umströmbaren Flügelkörper mit einer innenliegenden Tragstruktur und einer die innenliegende Tragstruktur abdeckende Außenhaut, wobei zumindest abschnittsweise mittels Abstandshalter die in diesem Bereich perforierte Außenhaut von der Tragstruktur beabstandet angeordnet ist, um zwischen Außenhaut und Tragstruktur einen innenliegenden Hohlraum auszubilden, der über die Perforation der Außenhaut mit einem Umgebungsmedium kommunizierend in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass in dem innenliegenden Hohlraum ein induktives Enteisungssystem vorgesehen ist, das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Induktionsspulen aufweist, die in Reaktion auf einen den Induktionsspulen zugeführten Wechselstrom ein Wechselmagnetfeld erzeugen, welches zur induktiven Erwärmung der Außenhaut mit dieser entsprechend zusammenwirkt, wobei zumindest eine Induktionsspule einen in der Spulenmitte vorgesehenen Flusskonzentrator aufweist.The invention relates to an aerodynamically flowable wing body with an internal support structure and an outer skin covering the internal support structure, the outer skin perforated in this area being arranged at a distance from the support structure at least in sections by means of spacers in order to form an internal cavity between the outer skin and the support structure, which extends over the Perforation of the outer skin is in communication with an ambient medium, characterized in that an inductive de-icing system is provided in the internal cavity, which has a plurality of induction coils arranged next to one another, which generate an alternating magnetic field in response to an alternating current supplied to the induction coils, which is used for inductive Heating of the outer skin interacts accordingly, with at least one induction coil having a flux concentrator provided in the middle of the coil.
Description
Die Erfindung betrifft einen aerodynamisch umströmbaren Flügelkörper insbesondere für ein Flugobjekt mit einer innenliegenden Tragstruktur und einer die innenliegende Tragstruktur abdeckende Außenhaut, wobei zumindest abschnittsweise mittels Abstandshalter die in diesem Bereich perforierte Außenhaut von der Tragstruktur beabstandet angeordnet ist, um zwischen Außenhaut und Tragstruktur einen innenliegenden Hohlraum auszubilden, der über die Perforation der Außenhaut mit einem Umgebungsmedium kommunizierend in Verbindung steht.The invention relates to an aerodynamically flowable wing body, in particular for a flying object, with an internal support structure and an outer skin covering the internal support structure, the outer skin perforated in this area being arranged at a distance from the support structure at least in sections by means of spacers in order to form an internal cavity between the outer skin and the support structure , which communicates with an environmental medium via the perforation of the outer skin.
Flugzeuge weisen aerodynamische Flächen auf, die von der umströmenden Luft mit einer Geschwindigkeit angeströmt werden und hierbei eine Auftriebskraft erzeugen, die es dem Flugzeug erlauben, innerhalb der atmosphärischen Luftmassen zu fliegen. Solche aerodynamischen Flächen können jedoch je nach Flugsituation anfällig für Vereisung sein, wodurch sich an der äußeren, von den umgebenden Luftmassen umströmte Strömungsoberfläche eine Eisschicht (partiell oder vollständig) bildet, welche die aerodynamischen Eigenschaften der aerodynamischen Fläche verändern und sich somit negativ auf den Gesamtflugzustand auswirken können. Solche Vereisungen können insbesondere bei der Start- und Landephase schnell zu kritischen Situationen führen. Es ist daher erforderlich, insbesondere die aerodynamischen Flächen, wie bspw. Flügel, bei einer Vereisung zu enteisen bzw. eine weitere Vereisung, bspw. im Flugbetrieb, zu verhindern.Airplanes have aerodynamic surfaces over which the air flowing around them flows at a speed and thereby generates a lifting force that allows the aircraft to fly within the atmospheric air masses. However, depending on the flight situation, such aerodynamic surfaces can be susceptible to icing, whereby a layer of ice (partial or complete) forms on the outer flow surface around which the surrounding air masses flow, which changes the aerodynamic properties of the aerodynamic surface and thus has a negative effect on the overall flight condition can. Such icing can quickly lead to critical situations, particularly during take-off and landing. It is therefore necessary, in particular, to de-ice the aerodynamic surfaces, such as wings, in the event of icing or to prevent further icing, for example during flight operations.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass bei einer Vereisung der Tragflächen, die bereits am Boden stattgefunden und festgestellt wurde, dass Flugzeug vor dem Start mithilfe einer Flüssigkeit enteist wird, umso die sich an der Tragfläche gebildete Eisschicht zu entfernen. Dieser Prozess führt allerdings zu einer Verzögerung bei der Abwicklung des Flugzeugs am Flughafen und somit zu höheren Kosten. Außerdem kann eine sich im Flugbetrieb entwickelnde Vereisung der Tragflächen so nicht behandelt werden. It is known from practice that if the wings are icing, which has already occurred on the ground and it has been determined that the aircraft is de-iced using a liquid before take-off in order to remove the layer of ice that has formed on the wing. However, this process leads to a delay in handling the aircraft at the airport and thus higher costs. In addition, icing on the wings that develops during flight operations cannot be treated in this way.
Es ist des Weiteren bekannt, in die Tragflächen der Flugzeuge, bevorzugt im Bereich der Flügelvorderkante, die bekanntermaßen aufgrund ihrer exponierten Position sehr anfällig für eine Vereisung ist, ein thermisches Enteisungssystem vorzusehen, welches einen Wärmeeintrag in die äußere Strömungsoberfläche erzeugt, um so die Eisschicht zu schmelzen ein weiteres Vereisen der Tragflächen zu vermeiden.It is also known to provide a thermal de-icing system in the wings of the aircraft, preferably in the area of the wing leading edge, which is known to be very susceptible to icing due to its exposed position, which generates heat input into the outer flow surface in order to close the ice layer melt to avoid further freezing of the wings.
So können beispielsweise elektrische Leiter in der Außenhaut eingebettet sein, die mit einem Stromfluss beaufschlagt werden können, umso aufgrund des elektrischen Widerstandes der elektrischen Leiter einen Wärmeeintrag zu induzieren. Allerdings müssen aufgrund der Größe der Tragflächen und der hohen Minustemperaturen im Flugbetrieb die Leiter sehr eng verlegt werden, was zu einem höheren Fertigungsaufwand führt und darüber hinaus einen nicht unerheblichen Gewichtseintrag in das Flugzeug verursacht.For example, electrical conductors can be embedded in the outer skin, which can be subjected to a current flow in order to induce heat input due to the electrical resistance of the electrical conductors. However, due to the size of the wings and the high sub-zero temperatures during flight operations, the ladders have to be laid very closely, which leads to higher production costs and also causes a significant amount of weight to be added to the aircraft.
Ein solches Enteisungssystem muss daher möglichst effizient sein, d. h. es muss eine möglichst geringe Masse und einen möglichst niedrigen Energiebedarf aufweisen. Des weiterhin muss das System in einen Flügelkörper integrierbar sein, insbesondere dann, wenn der Flügelkörper mehrlagig aufgebaut ist und zur Grenzschichtabsaugung für einen laminar Betrieb ausgebildet sein soll.Such a de-icing system must therefore be as efficient as possible, i.e. H. it must have the lowest possible mass and the lowest possible energy requirement. Furthermore, the system must be able to be integrated into a wing body, especially if the wing body is constructed in multiple layers and is intended to be designed for laminar operation for boundary layer suction.
In der
Nachteilig hierbei ist, dass das in der
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Enteisungssystem für Flügelkörper anzugeben.Against this background, it is the object of the present invention to provide an improved de-icing system for wing bodies.
Die Aufgabe wird mit dem Flügelkörper gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention with the wing body according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in the corresponding subclaims.
Gemäß Anspruch 1 wird ein aerodynamisch umströmbarer Flügelkörper vorgeschlagen, der eine innenliegende Tragstruktur und eine die innenliegende Tragstruktur abdeckende Außenhaut hat. Zumindest abschnittsweise ist die Außenhaut von der Tragstruktur beabstandet, wodurch ein Hohlraum zwischen der Außenhaut der Tragstruktur gebildet wird. Die Außenhaut wird dabei zur Ausbildung des Hohlraums mithilfe von Abstandshaltern an der Tragstruktur befestigt.According to claim 1, an aerodynamically flowable wing body is proposed, which has a internal support structure and an outer skin covering the internal support structure. At least in sections, the outer skin is spaced from the support structure, whereby a cavity is formed between the outer skin of the support structure. The outer skin is attached to the support structure using spacers to form the cavity.
Und einem Hohlraum im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei auch verstanden, wenn dieser sich aus einer Mehrzahl von Teil-Hohlräumen zusammensetzt.And a cavity in the sense of the present invention is also understood if it is composed of a plurality of partial cavities.
Die Außenhaut weist dabei im Bereich des darunterliegenden Hohlraumes eine Perforation auf, wodurch der Hohlraum mit einem Umgebungsmedium, beispielsweise die umströmende Luft, kommunizierend in Verbindung steht. Mithilfe einer Absaugeinrichtung kann dabei ein Unterdruck dem Hohlraum erzeugt werden, wodurch die Grenzschicht an der äußeren Strömungsoberfläche der Außenhaut in den Hohlraum gesaugt wird. Hierdurch kann eine möglichst langanhaltende Laminarumströmung erreicht werden. Der Umschlag von der laminaren Grenzschichtströmung in eine turbulente Grenzschichtströmung kann somit weiter hinausgezögert werden.The outer skin has a perforation in the area of the underlying cavity, whereby the cavity is in communication with an ambient medium, for example the air flowing around it. With the help of a suction device, a negative pressure can be generated in the cavity, whereby the boundary layer on the outer flow surface of the outer skin is sucked into the cavity. This allows the longest possible flow around the laminar to be achieved. The transition from laminar boundary layer flow to turbulent boundary layer flow can thus be further delayed.
Aufgrund der Laminarhaltung der Grenzschicht kann der Luftwiederstand des Flügelkörpers gesenkt werden, wodurch Treibstoffkosten eingespart werden können. Due to the laminar nature of the boundary layer, the air resistance of the wing body can be reduced, which can save fuel costs.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in dem innenliegenden Hohlraum ein induktives Enteisungssystem vorgesehen ist, das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Induktionsspulen aufweist, die in Reaktion auf einen den Induktionsspulen zugeführten Wechselstrom ein Wechselmagnetfeld erzeugen, welches zur induktiven Erwärmung der Außenhaut mit dieser entsprechend zusammenwirkt, wobei zumindest eine Induktionsspule einen in der Spulenmitte vorgesehenen Flusskonzentrator aufweist.According to the invention, it is now provided that an inductive de-icing system is provided in the internal cavity, which has a plurality of induction coils arranged next to one another, which generate an alternating magnetic field in response to an alternating current supplied to the induction coils, which interacts accordingly to inductively heat the outer skin, whereby at least one induction coil has a flux concentrator provided in the middle of the coil.
Bei den Induktionsspulen kann es sich insbesondere um flächige Induktionsspulen handeln, bei denen die flächige Ausdehnung um ein Vielfaches größer ist als die Dicke der Induktionsspulen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Induktionsspulen eine Länge in der Fläche aufweisen, die um ein Vielfaches größer ist als die Breite in der Fläche.The induction coils can in particular be flat induction coils in which the surface area is many times larger than the thickness of the induction coils. In particular, it can be provided that the induction coils have a length in the surface that is many times larger than the width in the surface.
Durch die Verwendung eines Flusskonzentrators (auch Flussleitstück genannt) in der Spulenmitte können die negativen Auswirkungen der Polbildung bei der Verwendung einer Vielzahl von Induktionsspulen vermieden werden, wodurch die Außenhaut homogener und somit effizienter erwärmt werden kann.By using a flux concentrator (also called a flux guide) in the middle of the coil, the negative effects of pole formation when using a large number of induction coils can be avoided, allowing the outer skin to be heated more homogeneously and therefore more efficiently.
Bei dem Flügelkörper handelt es sich insbesondere um einen Flügelkörper für Flugobjekte, wie beispielsweise Tragflächen, Höhenleitwerk, Seitenleitwerk, Rotorblätter von Windkraftanlagen oder Rotorblätter von Hubschraubern. Bei einem Flügelkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich somit um einen aerodynamisch umströmbaren Körper, der bei Anströmung durch ein Fluid eine - wie auch immer geartete - Kraft aufgrund der Anströmung erzeugt.The wing body is in particular a wing body for flying objects, such as wings, horizontal stabilizer, vertical stabilizer, rotor blades of wind turbines or rotor blades of helicopters. A wing body in the sense of the present invention is therefore a body that can be flowed around aerodynamically and which, when a fluid flows against it, generates a force of whatever kind due to the flow.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Induktionsspulen zwischen zwei angrenzenden Abstandshaltern angeordnet sind, wobei bei mindestens einer Induktionsspule der in der Spulenmitte vorgesehene Flusskonzentrator mittig zwischen den angrenzenden Abstandshaltern angeordnet ist.According to one embodiment, it is provided that at least some of the induction coils are arranged between two adjacent spacers, with the flux concentrator provided in the middle of the coil being arranged centrally between the adjacent spacers in at least one induction coil.
Bei dieser Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass sich die Induktionsspulen sehr einfach aus- und wieder einbauen lassen, was sich positiv auf die Wartungskosten niederschlägt. Außerdem wird dieser Ausführungsvariante dann bevorzugt, wenn die Abstandshalter aus einem nicht-leitfähigen und nicht-magnetischen Material bestehen. This design variant has the advantage that the induction coils can be removed and reinstalled very easily, which has a positive impact on maintenance costs. In addition, this embodiment variant is preferred if the spacers are made of a non-conductive and non-magnetic material.
Das elektromagnetische Wechselfeld wird dabei durch die Abstandshalter hinweg ausgestrahlt und erzeugt so eine sehr homogene Temperaturverteilung.The alternating electromagnetic field is radiated through the spacers and thus creates a very homogeneous temperature distribution.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei zumindest einem Teil der Induktionsspulen die Abstandshalter in der Spulenmitte liegen, wobei der in der jeweiligen Spulenmitte vorgesehene Flusskonzentrator durch den mittigen Abstandshalter gebildet wird.According to one embodiment, it is provided that in at least some of the induction coils the spacers are located in the center of the coil, with the flux concentrator provided in the respective center of the coil being formed by the central spacer.
Bei dieser Ausführungsvariante liegt ein Teil einer Induktionsspule in einem ersten Teil-Hohlraum, während der andere Teil der Induktionsspule in dem benachbarten zweiten Teil-Hohlraum liegt, wobei die beiden Teil-Hohlräume durch ein Abstandselement voneinander getrennt sind und der für die Induktionsspule vorgesehene Flusskonzentrator durch diesen Abstandshalter gebildet wird. Der Abstandshalter bildet somit den magnetischen Kern der Spule.In this embodiment variant, part of an induction coil lies in a first partial cavity, while the other part of the induction coil lies in the adjacent second partial cavity, the two partial cavities being separated from one another by a spacer element and the flux concentrator provided for the induction coil passing through this spacer is formed. The spacer thus forms the magnetic core of the coil.
Das für den Flusskonzentrator vorgesehene Material kann dabei an dem Abstandshalter angeordnet werden. Denkbar ist aber auch, dass das Material für den Flusskonzentrator in dem Abstandshalter integriert ist oder der Abstandshalter aus einem solchen Flusskonzentratormaterial besteht.The material provided for the flow concentrator can be arranged on the spacer. However, it is also conceivable that the material for the flow concentrator is integrated in the spacer or that the spacer consists of such a flow concentrator material.
Dieser Ausführungsvariante ist bevorzugt dann zu verwenden, wenn die Abstandshalter aus einem elektrisch leitenden und magnetischen Material bestehen, um eine unnötige Erwärmung der Abstandshalter zu vermeiden.This embodiment variant is preferably used when the spacers consist of an electrically conductive and magnetic material in order to avoid unnecessary heating of the spacers.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Induktionsspulen mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, die zur Steuerung der Zuführung des Wechselstroms zu den einzelnen Induktionsspulen eingerichtet ist, wobei zumindest teilweise benachbarte Induktionsspulen phasengleich angesteuert werden.According to one embodiment, it is provided that the induction coils are connected to a control device which is set up to control the supply of the alternating current to the individual induction coils, at least partially neighboring induction coils being controlled in the same phase.
Durch die phasengleiche Ansteuerung kann erreicht werden, dass in den Randbereichen zwischen benachbarten Induktionsspulen entsprechende Kaltstellen vermieden werden, wodurch eine besonders homogene Temperaturverteilung auf der Außenseite der Außenhaut erreicht wird. Phasengleich meint hierbei, dass der Stromfluss in den benachbarten Leitern der benachbarten Induktionsspulen parallel verläuft.The in-phase control can ensure that corresponding cold spots are avoided in the edge areas between adjacent induction coils, thereby achieving a particularly homogeneous temperature distribution on the outside of the outer skin. In-phase here means that the current flow in the adjacent conductors of the adjacent induction coils runs parallel.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei zumindest einem Teil der Induktionsspulen die Spulendichte in einem Randbereich und/oder in einem Mittenbereich höher ist als in einem zwischen Randbereich und Mittenbereich liegenden Zwischenbereich.According to one embodiment, it is provided that for at least some of the induction coils the coil density in an edge region and/or in a central region is higher than in an intermediate region lying between the edge region and the central region.
Hierdurch wird es möglich, die negativen Auswirkungen der Polbildung abzuschwächen und eine möglichst homogene Temperaturverteilung zu erzielen.This makes it possible to mitigate the negative effects of pole formation and to achieve the most homogeneous possible temperature distribution.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Erhöhung der Spulendichte die jeweilige Induktionsspule im Randbereich und/oder im Mittenbereich mehrlagig gewickelt ist.According to one embodiment, it is provided that in order to increase the coil density, the respective induction coil is wound in multiple layers in the edge region and/or in the central region.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die in dem Hohlraum angeordneten Induktionsspulen an einer Innenseite der Außenhaut oder an einer Außenseite der Tragstruktur angeordnet sind.According to one embodiment, it is provided that the induction coils arranged in the cavity are arranged on an inside of the outer skin or on an outside of the support structure.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Tragstruktur des Flügelkörpers aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial gebildet ist.According to one embodiment, it is provided that the support structure of the wing body is formed from a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material embedding the fiber material.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Außenhaut Titan aufweist, enthält oder daraus besteht.According to one embodiment it is provided that the outer skin has, contains or consists of titanium.
Von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst ist ein Flugobjekt oder eine Windkraftanlage mit einem Flügelkörper, wir vorstehend beschrieben ist.Also included in the present invention is a flying object or a wind turbine with a wing body, as described above.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Flügelkörpers; -
2 schematische Querschnittdarstellung; -
3 schematische Draufsicht in einer ersten Ausführungsform; -
4 schematische Draufsicht in einer zweiten Ausführungsform; -
5 schematische Querschnittdarstellung in einer weiteren Ausführungsform.
-
1 schematic representation of the wing body according to the invention; -
2 schematic cross-sectional representation; -
3 schematic top view in a first embodiment; -
4 schematic top view in a second embodiment; -
5 schematic cross-sectional representation in a further embodiment.
Der Hohlraum 14 wird dabei in einzelne Teil-Hohlräume 14a unterteilt, die insbesondere durch die Abstandshalter 13 begrenzt werden und sich unter anderem über die vollständige Spannweite des Flügelkörpers 10 erstrecken können.The
Die Außenhaut 12 weist eine Perforation auf, mit der die äußere Umgebung des Flügelkörpers 10 mit dem Hohlraum 14 kommunizierend in Verbindung steht. Mithilfe einer Absaugeinrichtung (nicht dargestellt) kann nun in dem Hohlraum 14 ein Unterdruck erzeugt werden, wodurch die sich an der äußeren Seite der Außenhaut 12 bildende Grenzschicht bei der Anströmung des Flügelkörpers 10 abgesaugt wird. Hierdurch kann eine laminare Grenzschichtströmung positiv beeinflusst und ein Umschlag in eine turbulente Grenzschichtströmung im Bereich der Flügelvorderkante vermieden bzw. reduziert werden.The
In dem Hohlraum 14 sind nun erfindungsgemäß Induktionsspulen 15 eines Enteisungssystems angeordnet, die im Ausführungsbeispiel der
Werden die Induktionsspulen 15 mit einer elektrischen Wechselspannung gespeist, so entsteht ein Stromfluss in den Spulen 15, sodass hierdurch ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Dieses elektromagnetische Wechselfeld koppelt in das Material der Außenhaut 12 ein und erzeugt hier Wirbelströme, die aufgrund des elektrischen Widerstandes der Außenhaut 12 in thermischer Energie umgewandelt werden. Eine Erwärmung der Außenhaut 12 ist die Folge und führt zu einer Enteisung, sofern eine Eisschicht vorhanden ist, bzw. folgt einer Vereisung vor.If the induction coils 15 are fed with an alternating electrical voltage, a current flow occurs in the
Schematisch in einer vereinfachten Darstellung befindet sich in dem Teil-Hohlraum 14a eine Induktionsspule 15, die eine Spulenmitte 16 hat. In dieser Spulenmitte 16, die beim Bestromen der Induktionsspule 15 einen magnetischen Pol bildet, befindet sich erfindungsgemäß ein Flusskonzentrator 17, der bspw. ein Ferrite, Soft-Magnetic Composite oder ein Eisenblech sein kann.Schematically, in a simplified representation, there is an
In der unteren Darstellung der
Dies verschafft der Erfindung die Möglichkeit, eine homogene Temperaturverteilung der Außenhaut 12 zu realisieren, wobei Kaltstellen im Bereich der Pole (Spulenmitte) vermieden werden.This gives the invention the possibility of achieving a homogeneous temperature distribution of the
Die Induktionsspulen 15 sind dabei in Spannweitenrichtung deutlich länger als in Strömungsrichtung, wo sie von den Abstandshaltern 13 begrenzt werden. Die benachbarten Induktionsspulen 15 sind dabei so ausgebildet, dass sie in Phase arbeiten, d. h. die Stromflussrichtung 18 ist in den benachbarten Leitern der benachbarten Induktionsspulen 15 identisch, was durch die beiden Pfeile gekennzeichnet ist.The induction coils 15 are significantly longer in the span direction than in the flow direction, where they are limited by the
Durch den phasengleichen Stromfluss wird erreicht, dass in den Randgebieten zwischen den beiden Induktionsspulen 15, die durch den mittigen Abstandshalter 13 voneinander getrennt sind, die Wahrscheinlichkeit von Kaltstellen reduziert wird und somit eine weitestgehend homogene Temperaturverteilung erreicht wird.The in-phase current flow ensures that the probability of cold spots is reduced in the edge areas between the two
Durch den Flusskonzentrator 17 im Bereich der Abstandshalter 13 wird erreicht, dass Kaltstellen im Bereich der Abstandshalter 13 vermieden werden. Durch den phasengleichen Stromfluss 18 des Weiteren erreicht, dass in der Mitte des Teil-Hohlraumes 14a ebenfalls die sich aus der Polemiken ergebenden reduziert werden. KaltstellenThe
Im Bereich des Flusskonzentrators 17 ist nun vorgesehen, dass die Spule 15 eine zusätzliche Wicklung 19a aufweist. Die Polbildung in der Mitte der Induktionsspule 15 führt zu einer abnehmenden Wärmeleistung an der Außenhaut 12, was durch eine zusätzliche Wicklung 19a dahingegen kompensiert wird, dass die Heizleistung im Bereich der Spulenmitte erhöht wird. Die sich an der Spulenmitte bildende Kaltstelle kann so minimiert werden. Eine homogenere Temperaturverteilung ist das Resultat.In the area of the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- Flügelkörperwing body
- 1111
- TragstrukturSupport structure
- 1212
- Außenhautouter skin
- 1313
- AbstandshalterSpacers
- 1414
- Hohlraumcavity
- 14a, 14b14a, 14b
- Teil-HohlraumPartial cavity
- 1515
- Induktionsspuleinduction coil
- 1616
- SpulenmitteCoil center
- 1717
- Flusskonzentratorflow concentrator
- 1818
- StromflussrichtungCurrent flow direction
- 1919
- Leiter der SpuleCoil conductor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2014/0319278 A1 [0007, 0008]US 2014/0319278 A1 [0007, 0008]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022115054.2A DE102022115054A1 (en) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | wing body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022115054.2A DE102022115054A1 (en) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | wing body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022115054A1 true DE102022115054A1 (en) | 2023-12-21 |
Family
ID=88975046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022115054.2A Pending DE102022115054A1 (en) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | wing body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022115054A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69532381T2 (en) | 1994-11-02 | 2004-12-09 | Shatz, Solomon, Sunnyvale | MOVABLE FILM FOR LAMINARY FLOW AND DEFROST |
US20140319278A1 (en) | 2013-04-25 | 2014-10-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Resistive-inductive de-icing of aircraft flight control surfaces |
US20200055591A1 (en) | 2017-04-27 | 2020-02-20 | Airbus Operations Limited | Aerodynamic body |
US20200283158A1 (en) | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Airbus Operations Limited | Aerofoil leading edge structures |
-
2022
- 2022-06-15 DE DE102022115054.2A patent/DE102022115054A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69532381T2 (en) | 1994-11-02 | 2004-12-09 | Shatz, Solomon, Sunnyvale | MOVABLE FILM FOR LAMINARY FLOW AND DEFROST |
US20140319278A1 (en) | 2013-04-25 | 2014-10-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Resistive-inductive de-icing of aircraft flight control surfaces |
US20200055591A1 (en) | 2017-04-27 | 2020-02-20 | Airbus Operations Limited | Aerodynamic body |
US20200283158A1 (en) | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Airbus Operations Limited | Aerofoil leading edge structures |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3165761B1 (en) | Wind turbine rotor blade with an electric heating device | |
EP2873617B1 (en) | Device and method for de-icing and/or avoiding ice-buildup and profiled body and aircraft equipped with such a device | |
EP1149761B1 (en) | Noise damping device for aircraft wings | |
DE102011119844A1 (en) | Composite structure with ice protection device and manufacturing process | |
DE102015117209A1 (en) | INDUCTION HEATING COILS WITH EQUIVALENT HEATING | |
DE10016259C2 (en) | Compact millimeter wave device for defrosting and / or preventing icing | |
DE19750198C2 (en) | Aircraft de-icing with microwaves | |
DE112005000443T5 (en) | Leading edge device system for aircraft and corresponding dimensioning method | |
DE102004042423A1 (en) | Surface heating for deicing composite aerodynamic structure uses electrically conducting reinforcing fibers to also act as resistance heating element | |
DE10304530A1 (en) | Deformable aerodynamic profile | |
EP2979981B1 (en) | Lightning protection layer for fibre composite structures | |
DE102007026246B4 (en) | Component for an aircraft | |
EP3147216B1 (en) | Electrical de-icing for aircraft | |
WO2003038841A1 (en) | Heating film consisting of a plurality of layers and method for producing the same | |
WO2020104389A1 (en) | Rotor blade of a wind turbine, comprising an insulator layer and a protective layer | |
DE102022115054A1 (en) | wing body | |
DE102018004814A1 (en) | Heated leading edge device, leading edge heating system and aircraft with it | |
EP2708740B1 (en) | Wind turbine rotor blade with an electric heating device and a lightning conductor | |
DE102015015337A1 (en) | Induction crucible furnace and magnetic conclusion for this | |
DE102018133096A1 (en) | Aircraft | |
DE102010023496B4 (en) | Fuselage segment of an aircraft | |
EP3553397A1 (en) | Heatable floor panel and floor heating system for an aircraft | |
DE102016215316B4 (en) | System and method for heating a portion of a component | |
DE102011050801A1 (en) | Method for deicing rotor blades of a helicopter and apparatus for carrying out the method on the helicopter | |
DE102015114163A1 (en) | Heating system for electrothermal tempering and method for producing this |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |