DE1921639C

DE1921639C - Electrical system of a deicer for honing the surface of thin-walled structures

Info

Publication number: DE1921639C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Lewin, Igor Anatoljewitsch, Moskau
Publication date: 1972-05-18

Description

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Die Erfindung bezieht sich uiif ein elektrische:» dadurch gelöst, daß jedem Wandler ein Schulter inThe invention relates to an electrical one: "solved in that each transducer has a shoulder in

System eines Enteisers für die Oberfläche dünnwun- Form einer Elektronenröhre vorgeschaltet ist, derenSystem of a de-icer for the surface thin-wound form of an electron tube is connected upstream, whose

diger Konstruktionen, vorzugsweise für Flugkörper- einer Eingang mit dem einzigen Ausgang desdiger constructions, preferably for missiles - one entrance with the only exit of the

verkleidungen, bei dem ein elektrischer Speiseteil über Elektroschwingungsgenerators über einen einzigen,cladding, in which an electrical supply unit via an electrical oscillation generator via a single,

mindestens einen schnell entladbaren Elektroenergie- 5 diesem nachgeschalteten Impulsmodulator für dieat least one rapidly discharging electrical energy 5 this downstream pulse modulator for the

speicher mit verkleidungsnahen Uinwandlern elek- Wirkzeit der Eelektmschwingungen, flor von denmemory with converter close to the cladding elek- active time of the elec- tric oscillations, flor of the

Irischer Impulse in mechanische Impulse gekoppelt Impulsen eines dem Speiseteil zugeschalteten Impuls-Irish impulses coupled into mechanical impulses

ist bzw. bei dem ein elektrischer Speiseteil über einen generators gesteuert wird, und deren anderer Eingangis or in which an electrical supply part is controlled via a generator, and its other input

Generator für Elektroschwingungen oberhalb bzw. mit einem dem Speiseteil zugeschalteten Programm-Generator for electrical vibrations above or with a program connected to the supply unit

unterhiilb der Hörschwelle mit verkleidungsnahen io kommutator verbunden ist, wobei letzterer die öff-below the hearing threshold is connected to the casing near the IO commutator, the latter being the open-

Umwundlern elektrischer Schwingungen in mecha- nung eines der Schalter für den Durchgang derWounding electrical oscillations in the mecha- nism of one of the switches for the passage of the

nische Schwingungen gekoppelt ist. Elektroschwingungen an den zugehörigen Wandlerniche vibrations is coupled. Electrical vibrations to the associated transducer

Aus der deutschen Patentschrift 726 324 ist ein lediglich für die Dauer der Impulsabgabe des mit hoher Relativgeschwindigkeit angeströmter Impulsgenerators und die anschließende Öffnung Körper, insbesondere Flugzeug oder Flugzeugbauteil, 15 eines nächsten Schalters erst nach dem Aufbau eines bekannt, dessen Oberfläche ganz oder teilweise mil neuen Impulses im Impulsgenerator zulaßt.
verkleidungM.ahen Umwandlem elektrischer Impulse Dabei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung in mechanische Schwingungen versetzt wird, wobei letzteren Enteisersystems darin, daß jedem Wandler nach diesem Patent die Schwingungsfrequenz ober- ein Leistungsverstärker vorgeschaltet ist, dessen einer halb des Bereiches der hörbaren Frequenzen liegt, 20 Eingang über den Programmkommutator mit dem um bei Geschwindigkeiten von oberhalb 300 km Ii Impulsmodulator und dessen zweiter mit einem der ilen Luftwiderstand eines solchen Körpers herubzu- Schalter verbunden ist, deren einer Eingang jeweils set/en. über einen Elektroenergiespeicher und den Proin der USA.-Patentschrift 2 675 456 ist eine Vor- grammkommutaior mit dem Speiseteil und deren richtung für thermische Enteisung beschrieben, bei 25 anderer Eingang ebenfalls über den Programmder an den zu enteisenden Flächen angebrachte, von kommutator mit dem Impulsgenerator gekoppelt ist. einem Elektrocnergiespeicher gespeiste Heizelemente Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Bein einer bestimmten Reihenfolge nacheinander Schreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugmittels eines Progran.mkon nutators eingeschaltet nähme auf die Zeichnungen näher erläutert werden, werden. 30 Es zeigtFrom the German patent specification 726 324 a only for the duration of the impulse emission of the impulse generator, which flows at high relative speed and the subsequent opening of the body, in particular an aircraft or aircraft component, 15 of a next switch is only known after the construction of one, the surface of which is wholly or partially with a new impulse allowed in the pulse generator.
claddingM.ahen conversion of electrical impulses There is an advantageous embodiment in mechanical vibrations, the latter deicing system in that each converter according to this patent is preceded by the vibration frequency over a power amplifier, one of which is half the range of audible frequencies, 20 input over the program commutator is connected to the pulse modulator for speeds above 300 km and the second switch to one of the air resistance of such a body, one of which is set / s input. A pre-program commutator with the power supply and its direction for thermal de-icing is described via an electrical energy storage device and the Proin of US Pat is coupled. Heating elements fed by an electrical energy storage device The invention is to be explained in more detail below on the basis of a specific sequence of writing of exemplary embodiments with reference to a Progran.mkon nutator switched on and on to the drawings. 30 It shows

Nach der USA.-Patentschr..t 2 135 119 ist ein F i g. 1 die Blockschaltung des erfindungsgemäßen elektrisch betriebener, mittels mechanischen Impulsen elektrischen Systems eines Enteisers für die Oberarbeitender Flugzeugenteiser bekannt, bei dem die fläche von dünnwandigen Konstruktionen, das sich mechanischen Impulse mit Hilfe eines mit Gleich- zum Anlegen von Einzelimpulsen eignet,
strom gespeisten Vibrators erzeugt werden. 35 F i g. 2 dasselbe zum Anlegen von »Wellen-According to the USA. Patent 2,135,119 a Fig. 1 the block circuit of the inventive electrically operated, by means of mechanical impulses electrical system of a deicer for the overworking aircraft deicer is known, in which the surface of thin-walled constructions, which is suitable for applying mechanical impulses with the help of a direct impulse,
powered vibrator are generated. 35 Fig. 2 do the same for creating »wave

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- paketen«,The present invention is to package the task «

gründe, ein elektrisches System für einen Enteiser Fig. 3 dasselbe mit einem angeschaltetenreasons, an electrical system for a deicer Fig. 3 the same with a switched on

anzugeben, bei dem die ununterbrochen einer Speise- Leistungsverstärker und Elektroenergiespeicher,specify, in which the uninterrupted supply of power amplifier and electrical energy storage,

quelle entnommene Speiseleistung wesentlich herab- Nahe der schematisch dargestellten Flugzeugver-the feed power taken from the source is significantly reduced.

gesetzt und das elektrische Bordnetz erheblich ent- 40 kleidung 1 (Fig. 1) sind Impulswandler 2 angeordnet,set and the electrical system is considerably stripped 40 1 (Fig. 1), pulse converters 2 are arranged,

lastet werden kann. die elektrische Impulse in mechanische umwandeln.can be burdened. which convert electrical impulses into mechanical ones.

Dies wird bei einem elektrischen System eines Als solche Impulswandler 2 kommen Magnetinduk-In the case of an electrical system, this is

Entcisers für die Oberfläche dünnwandiger Konstruk- toren in Frage, die an der Innenseite der VerkleidungDecisers for the surface of thin-walled constructors in question, those on the inside of the cladding

!ionen, vorzugsweise für Flugkörperverkleidungen, angebracht sind. Die mechanischen Impulse, die an! ions, preferably for missile fairings, are attached. The mechanical impulses that at

bei dem ein elektrischer Speiseteil über mindestens 45 die Verkleidung abgegeben werden, üben auf diesein which an electrical power supply can be delivered via at least 45 the cladding, exercise on this

einen schnell cntladbaren Elektroencrgiespeicher mit eine Kraftwirkung aus, die in der Enteisungszonea quick-discharge electric energy storage device with a force acting in the de-icing zone

verkleidungsnaher, Umwandlern elektrischer Impulse elastische Verformungen ausbildet. Zur Minderungnear the fairing, converting electrical impulses into elastic deformations. To mitigate

in mechanische Impulse gekoppelt ist, erfindungs- der Feldstreuung zwischen dem Magnetinduktor undis coupled into mechanical pulses, the field scattering between the magnetic inductor and the invention

gemäß dadurch erreicht, daß jedem Impulswandler der Verkleidung 1 wird der Abstand zwischen ihnenaccording to achieved in that each pulse transducer of the fairing 1 is the distance between them

ein Schalter in Form einer Halbleiterdiode vorge- 50 im Rahmen der Herstellungsbedingungen möglichsta switch in the form of a semiconductor diode is provided if possible within the framework of the manufacturing conditions

»ehaltet ist, deren einer Eingang mit dem einzigen klein gehalten, wobei die Form des Magnetinduktors»Is kept, one entrance of which is kept small with the only one, the shape of the magnetic inductor

Ausgang des Elcktroenergiespeichers und deren die Verkleidung gänzlich oder nahezu nachbildenThe output of the electrical energy storage device and which completely or almost completely replicate the cladding

anderer Eingang mit einem dem Speiseteil zugeschal- soll.Another input is to be switched to the food part.

leten Programmkommutator verbunden ist, wobei Jedem Magnetinduktor ist ein Schalter 3 vorge-connected program commutator, whereby a switch 3 is provided for each magnetic inductor

letztcrer die Öffnung eines der Schalter für den 55 schaltet. Als Schalter 3 kann eine steuerbare Diodethe latter switches the opening of one of the switches for the 55. A controllable diode can be used as switch 3

Impulsdurchgang an den zugehörigen Impulswandler in Anwendung kommen.Pulse passage to the associated pulse converter come into use.

lediglich für die Entladczeit des Elektroenergie- Der Ausgang des Schalters 3 ist mit dem Magnetspeichers und die anschließende öffnung eines induktor 2 gekoppelt, während der eine Eingang des nächsten Schalters erst nach der Ladezeit des Elektro- genannten Schalters mit einem Elektroenergieencrgiespeichcrs zuläßt. 60 speicher, beispielsweise einem Kondensator 4, undonly for the Entladczeit des Elektroenergie- The output of the switch 3 is coupled to the magnetic memory and the subsequent opening of an inductor 2, while the one input of the next switch only after the charging time of the electrical switch with an electrical energy storage device. 60 memory, for example a capacitor 4, and

Bei einem elektrischen System eines Enteisers für der zweite mit einem Programmkommutator S ge-In the case of an electrical system of a de-icer for the second with a program commutator S

dic Oberfläche dünnwandiger Konstruktionen, vor- koppelt ist. Der Kondensator 4 und der Programm-the surface of thin-walled constructions is pre-coupled. The capacitor 4 and the program

zugsweise für Flugkörpcrverkleidungen, bei dem ein kommutator 5 sind an den Spciseteil.6 angeschlossen,preferably for missile fairings, in which a commutator 5 is connected to the Spciseteil.6,

elektrischer Speiseteil über einen Generator für Dieser Teil ist über den Schalter 7 ans Bordnetz 8electrical feed part via a generator for This part is connected to the on-board network 8 via switch 7

Elektroschwingungen oberhalb bzw. unterhalb der 65 angeschlossen,Electrical oscillations connected above or below the 65, Hörschwelle mit verkleidungsnahen Umwandlern Ein nach dieser Schaltung ausgeführtes elektrischesHearing threshold with transducers close to the fairing An electrical one implemented according to this circuit

elektrischer Schwingungen in mechanische Schwin- System leitet den Magnetinduktoren nacheinanderelectrical vibrations in mechanical vibrating system conducts the magnetic inductors one after the other

j'ungen gekoppelt ist, wird die genannte Aufgabe nur Einzelimpulse zu.j'ungen is coupled, the task mentioned is only given to single impulses.

I 921 639I 921 639

Zur Ausbildung eines »Wellenpaketa«, das auf den Umwandler elektrischer Schwingungen in mechanische Schwingungen geliefert wird, kann das System nach der in der Fig. 2 dargestellten Schaltung ausgeführt werden,For the formation of a "wave package" that is based on the The system can convert electrical vibrations into mechanical vibrations executed according to the circuit shown in FIG will,

Als Wandler kommen magnetostriktivc Schwinger 9 in Frntje, die an der Innenseite der Verkleidung 1 angebracht werden.Magnetostrictive oscillators 9 are used as transducers in Frntje, which is on the inside of the cladding 1 be attached.

Jedem magnetostriktiven Schwinger 9 ist ein Schalter 10 vorgeschaltet, dessen Ausgang mit dem magnetostriktiven Schwinger 9, dessen einer Eingang mit dem Modulator 11 und dessen zweiter Eingang mit dem Programmkommutator 12 verbunden ist.Each magnetostrictive oscillator 9 is one Upstream switch 10, the output of which connects to the magnetostrictive oscillator 9, one input of which is connected to the modulator 11 and its second input to the program commutator 12.

Der Modulator 11 ist seinerseits mit einem Eingang an den Elektroschwingungsgenerator 13 und mit dem zweiten Eingang an einen Impulsgenerator 14 ange- -,chlpssen. dor periodisch Rechteckimpulse dem genannen Modulator 11 liefert.The modulator 11 in turn has an input connected to the electrical oscillation generator 13 and the second input to a pulse generator 14. -, close. dor periodic square pulses called the Modulator 11 supplies.

Der Flektroschwingungsgciierator 13, der Impulsyeneraior 14 und der Programmkommutator 12 sind mit einem Speiseteil 15 verbunden, der seinerseits über den Schalter 7 ans Bordnetz 8 angeschlossen ist.The flexural oscillation generator 13, the pulse generator 14 and the program commutator 12 are connected to a feed part 15, which in turn is connected to the on-board power supply 8 via the switch 7.

Nötigenfalls kann zwischen jedem magnetostriktiven Schwinger 9 und Schalter 10 ein Leistungsverstärker 16 (F i g. 3) geschaltet werden.If necessary, a power amplifier can be placed between each magnetostrictive oscillator 9 and switch 10 16 (Fig. 3) can be switched.

Der eine Hingang des genannten Leistungsverstärkers wird über den Programmkommutator 12 (Fig. 3) an den Modulator 11 und der zweite Eingang an den Ausgang des Schalters 10 angeschlossen, der mit einem Eingang dem Elektroenergiespeicher, beispielsweise einem über den Programmkommutator 12 an den Speieteil 15 angeschlossenen Elektrocncrgiespeicher in Form eines Kondensators 18 und mit dem zweiten Eingang dem Impulsgenerator 14 zugeschaltet ist.One input of the aforementioned power amplifier is connected to the modulator 11 via the program commutator 12 (Fig. 3) and the second input to the output of the switch 10, which has one input of the electrical energy storage device, for example one connected to the storage part 15 via the program commutator 12 Elektrocncrgiespeicher in the form of a capacitor 18 and is connected to the second input of the pulse generator 14.

Das elektrische System zur Enteisung der Oberfläche von dünnwandigen Konstruktionen arbeitet wie folgt:The electrical system for de-icing the surface of thin-walled structures works as follows:

Zum Schutz der Verkleidung 1 (Fig. 1) vor Vereisung wird bei der ersten Ausführungsform mittels des Schalters 7 der Speiseteil 6 ans Bordnetz 8 manuell oder automatisch angeschlossen.To protect the cladding 1 (Fig. 1) from icing In the first embodiment, the power supply 6 is connected to the vehicle electrical system 8 by means of the switch 7 connected manually or automatically.

Der genannte Speiseteil lädt den Kondensator 4 bis auf eine vorgegebene Spannung auf und liefert gleichfalls Spannung an den Programmkommutator 5. Bei geöffnetem Schalter 3 entlädt sich der Kondenlator 4 auf den Magnetinduktor 2.Said supply part charges the capacitor 4 up to a predetermined voltage and delivers likewise voltage to the program commutator 5. When switch 3 is open, the capacitor discharges 4 on the magnetic inductor 2.

Der Programmkommutator 5 öffnet den entsprechenden Schalter 3 für die Entladezeit des Kondensators 4. Nach einer zum Aufladen des K.ondcn- lators 4 erforderlichen Pause öffnet der Programmkommutator 5 den nächsten Schalter. So werden die Schalter 3 abwechselnd für die Entladezeit geöffnet und für die Aufladezeit des Kondensators 4 gesperrt.The program commutator 5 opens the corresponding switch 3 for the discharge time of the capacitor 4. After a pause necessary for charging the capacitor 4 , the program commutator 5 opens the next switch. The switches 3 are alternately opened for the discharge time and blocked for the charge time of the capacitor 4.

Der Magnetinduktor 2 wandelt einen vom Kondensator eingetroffenen Einzclimpuls in eine mechanische Bewegung der Verkleidung um, wodurch das Eis von deren Oberfläche entfernt wird. The magnetic inductor 2 converts a single pulse received from the capacitor into a mechanical movement of the cladding, whereby the ice is removed from its surface.

Die Arbeit des elektrischen Systems bei der Lieferung eines »Wellenpakets« geht wie folgt vonstatten: The work of the electrical system in the delivery of a "wave package" proceeds as follows:

Zum Schutz der Verkleidung 1 (Fig. 2) vor Vereisung wird mirtels Schalter 7 der Speiseteil 15 ans Bordnetz 8 manuell oder automatisch angeschaltet. Der genannte Speiseteil liefert die erforderlichen Stromarten: einen Gleichstrom erforderlicher Spannung und einen Wechselstrom niedriger Frequenz.To protect the cladding 1 (Fig. 2) from icing, switch 7 of the feed part 15 is used On-board network 8 switched on manually or automatically. Said food part provides the necessary Types of currents: a direct current of required voltage and an alternating current of low frequency.

Der Elektroschwingungsgenerator 13 liefert einen Strom vorgegebener Frequenz und erforderlicher Spannung, Der Impulsgenerator 14 liefert periodisch Rechteckimpulse auf den Modulator 11. The electrical oscillation generator 13 supplies a current of a predetermined frequency and required voltage. The pulse generator 14 periodically supplies square-wave pulses to the modulator 11.

Wenn der Modulator Il einen Rechttjckinipul* erhält, läßt er eine Folge von Stromschwingungen (ein »Wellenpake!«) durch, und während der Pause zwischen den Rechteckimpulsen unterbricht er den Stromkreis für den Generator 13. Das weitere erfolgt wie bei der ersten Ausführungsform.If the modulator II receives a square pulse, he lets through a sequence of current oscillations (a "wave packet!"), and during the pause between the square-wave pulses it interrupts the circuit for the generator 13. The rest of the time as in the first embodiment.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 besitzt derIn the embodiment according to FIG. 3 owns the

ίο Programmkommutator 12 drei Kanäle und schaltet diese Kanäle der Reihe nach an den entsprechenden magnetostriktiven Schwinger 9 oder an eine Gruppe von Schwingern (in der F i g. 3 ist eine abwechselnde Schaltung an jedes Paar von magnetostriktiven Schwingern gezeigt).ίο Program commutator 12 three channels and switches these channels in turn to the corresponding magnetostrictive transducer 9 or to a group of oscillators (in Fig. 3 is an alternating circuit to each pair of magnetostrictive Swinging shown).

In dem durch den Programmkommutator 12 angeschalteten Schwinger 9 wird der Kondensator 18 ununterbrochen durch eiu/n Gleichstrom aufgeladen und während der Lieferung eines Rechteckimpulses vom Impulsgenerator 14 über den Schalter 10 entladen. In the switched on by the program commutator 12 Oscillator 9, capacitor 18 is continuously charged by a direct current and discharged through the switch 10 during the delivery of a square-wave pulse from the pulse generator 14.

Der Leistungsverstärker 16 liefert, indem er gleichzeitig mit der Impulsgabe einen starken Strom \on dem sich entladenden Kondensator 18 und ein »Wellenpaket« vom Modulator 11 erhält, ein leistungsstarkes »Wellenpaket« auf den magnetostriktiven Schwinger 9. Der letztere wandelt das »Paket« elektrischer Schwingungen in ein »Paket« von mechanischen Schwingungen der Verkleidung um, wodurch das Eis von deren Oberfläche entfernt wird.The power amplifier 16 delivers a strong current \ on at the same time as the pulse is generated the discharging capacitor 18 and receives a "wave packet" from the modulator 11 powerful »wave packet« on the magnetostrictive oscillator 9. The latter converts that "Package" of electrical vibrations in a "package" of mechanical vibrations of the cladding um, which removes the ice from their surface.

Claims

Patent claims:

1. Electrical system of a deicer for the surface of thin-walled structures, preferably for missile fairings, in which an electrical supply part has at least one Quickly discharging electrical energy storage with conversion of electrical impulses close to the cladding is coupled into mechanical pulses, d a characterized in that each pulse transducer (2) a switch (3) in the form of a semiconductor diode is connected upstream, one of which Input with the only output of the electrical energy storage (4) and its other input is connected to a program commutator (5) connected to the feed part (6), wherein the latter the opening of one of the switches (3) for the pulse to pass through to the associated pulse converter (2) only for the 'charging time of the electrical energy storage device (4) and the subsequent The opening of the next switch (3) is only permitted after the charging time of the electrical energy storage device (4).

2. Electrical system of a deicer for the surface of thin-walled constructions, preferably for missile fairings, in which an electrical supply part is coupled via a generator for electrical vibrations above or below the hearing threshold with converters of electrical vibrations close to the hearing, characterized in that each converter ( 9) a switch (10) in the form of an electron tube is connected upstream,

6_S deren einer Eingang mit dem einzigen Ausgang des Elektroschwingungsgenerators (13) über einen einzigen, diesem nachgeschalteten Impulsmodulator (11) für die Wirkzeit der Elektroschwineun-6 _{S of} which one input with the only output of the electrical oscillation generator (13) via a single, downstream pulse modulator (11) for the active time of the electrical oscillation

gene, which is controlled by the pulses of a pulse generator (14) connected to the supply part (15), and the other input of which is connected to a program commutator (12) connected to the supply part (15), the latter being the opening of one of the switches (10) for the passage of the lilektroschwingungen to the associated transducer (9) of the pulse generator "single lent for the duration of the pulse output (14) and the subsequent opening of a next formwork ters (lO) after the establishment of a new allows the pulses in the pulse generator (14) .

3. Electrical system according to claim 2, characterized in that each converter (9) is preceded by a power amplifier (16), one input of which via the program commutator (12) with the pulse modulator (II) and the second with one of the switches (10) is connected, one input of which is coupled via an electrical energy store (18) and the program commutator (11) to the supply part (15) and the other input is also coupled to the pulse generator (14) via the program commutator (12).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings