DE3938658C2 - Heizungskonstruktion für Flugzeugpropeller, Hubschrauberrotoren und ähnliches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Enteiser gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist wohlbekannt, elektrische Enteisungsheizungen zu ver­ wenden, um Eis von den Blättern zu entfernen, wobei die notwendige Leistung in konventioneller Weise vom Flugzeug selbst geliefert wird. Bei einer typischen vorbekannten Konstruktion war die elektrische Widerstandsheizung, ob sie nun aus getrennten Drähten oder aus einer geätzten Folie hergestellt war, sandwichartig zwischen Schichten von nicht­ leitenden Materialien eingeschlossen und am Blatt am gewünsch­ ten Ort befestigt, wie dies typischerweise in US-PS 4 386 749 gezeigt ist. Solche Enteiser erfordern aufgrund ihres Gewich­ tes eine sorgfältige Anbringung der Heizung, um sicherzustel­ len, daß der Propeller im statischen und dynamischen Gleichge­ wicht bleibt.

Aus der Zeitschrift Luftfahrttechnik, Februar 1956, S. 36 bis 40, ist es bereits bekannt, zum Enteisen von äußeren Flugzeug­ oberflächen elektrisch beheizte Enteiser mit einem dünnen, elektrisch nicht-leitenden Trägerkörper und einer daran ange­ ordneten flachen elektrischen Widerstandsheizung zu verwenden. Die den Heizwiderstand bildende Folie wird dabei auf ein bieg­ sames, imprägniertes Papier oder auf eine Scheibe Neoprengummi aufgeklebt. Sie wird bedruckt und geätzt und erhält dann einen Überzug aus Kunstharz bzw. synthetischem Gummi. Diese Häute werden vom Flugzeughersteller auf den Flügeln oder Leitwerks­ oberflächen angebracht.

Hingegen betrifft die Erfindung eine Enteisungsheizung vom elektrischen Widerstandstyp für Benutzung bei Propellerblät­ tern, Hubschrauberrotorblättern usw., die nicht-metallische und nicht-leitende Blattstrukturen wie z. B. verstärktes Glasfasermaterial, und nicht die konventionellen Metallkon­ struktionen verwenden, die im Stand der Technik üblich sind.

Seit es diese verbesserte Propellertechnik gibt, ist festge­ stellt worden, daß eine leichtgewichtige und äußerst dauer­ hafte zusammengesetzte Konstruktion, die wenig oder kein Metall verwendet, hergestellt werden kann, um ein Propeller­ blatt herzustellen, das mit den gewünschten hohen Geschwin­ digkeiten gedreht werden kann, während doch alle gewünschten Vorteile geringeren Gewichts, Widerstand gegenüber Erosion bei der Benutzung usw. sichergestellt sind. Um geeignete Entei­ sungsheizungen für Verwendung mit solchen zusammengesetzten Blättern und Rotoren zu konstruieren, muß bei jeder Heizung verhindert werden, daß unerwünschte Masse eingeführt wird, während die Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit des Standes der Technik beibehalten werden muß. Eine Hauptaufgabe dieser Erfindung besteht daher darin, eine Enteisungsheizung von reduzierter Querschnittsdicke und von geringerem Gewicht als konventionelle Enteiser zu schaffen, ohne daß Dauerhaftigkeit und Wartbarkeit geopfert werden. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Schaffung einer Heizung vom elek­ trischen Widerstandstyp, bei der die Kosten der Enteisungs­ einheit dadurch reduziert werden, daß weniger Material und weniger Arbeit erforderlich sind, während gleichzeitig die Vorteile von Dauerhaftigkeit und Widerstand gegenüber Erosion usw. beibehalten werden.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Schaffung eines Enteiserpolsters oder -kissens, das nach ausgedehnter Benutzung, die zu starker Abnutzung führt, leicht entfernt werden kann.

Andere Aufgaben sind teilweise offensichtlich und teilweise weiter unten deutlicher beschrieben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Haupt­ anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Ein besseres Verständnis der Aufgaben, Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Beziehungen der Erfindung erhält man von der folgenden ausführlichen Beschreibung und beigefügten Zeich­ nungen, die gewisse beispielshafte Ausführungsformen be­ schreiben und die Weisen andeuten, auf die die Prinzipien der Erfindung verwendet werden können.

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Enteiser vom elek­ trischen Widerstandsheizungstyp, der auf einer nicht-elek­ trisch leitenden Oberfläche eines Propellerblattes für Ver­ wendung im Flugzeug und/oder einem Rotorblatt für Verwendung in einem Hubschrauber befestigt wird, wobei die elektrische Heizung vorzugsweise vom Typ einer geätzten Folie ist, wobei die Folie an einem dünnen, flachen, flexiblen, strukturell verstärkten isolierenden Körper auf einer Seite der Folie befestigt ist, wobei die Heizung bei der bevorzugten Ausfüh­ rungsform an einem Propellerblatt montiert oder befestigt werden soll, wobei die freiliegende Folienheizung in Berührung mit dem Propellerblatt stehen soll.

Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht von oben ein typisches Propellerblatt mit einem daran angeordneten Enteiser;

Fig. 2 in Ansicht von unten eine elektrische Widerstands­ heizung vom Folientyp auf einem Tagkörper;

Fig. 3 in einer vergrößerten teilweisen Querschnittsansicht allgemein entlang dem Pfeil A von Fig. 2 eine bevor­ zugte Ausführungsform der Konstruktion; und

Fig. 4 in einer vergrößerten teilweisen Querschnittsansicht eine alternative Ausführungsform der Heizung der Erfindung, die auf einem Propellerblatt befestigt ist, das mit einer Ausnehmung zum Aufnehmen des Enteisungspolsters versehen ist.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein geeignetes Propellerblatt 10 ist gezeigt, das einen Spitzenbereich 11 und einen Fußteil 12 hat, wobei die Konstruktion des Blattes 10 aus zusammengesetzten Materialien wie z. B. verstärktem Glasfa­ sermaterial besteht, so daß die Oberfläche des Blattes 10 selbst ein nicht-leitendes Element ist. Alternativ und in Übereinstimmung mit der Erfindung kann das Blatt 10 mit nicht-leitenden Oberflächenbereichen versehen sein, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Ein mit 14 bezeichneter Enteiser ist am Blatt 10 befestigt, wie dies weiter unten be­ schrieben wird, und elektrische Leitungen 15 und 16 sind für Verbindung mit einer geeigneten Leistungsquelle im Flugzeug vorgesehen. Es sollte verstanden werden, daß das Blatt 10 eines Propellers mit zwei Blättern oder eines Propellers mit mehreren Blättern, ein Rotorblatt für Hubschrauber oder Ähnliches sein kann und daß die Form des Blattes 10 und die besonderen Einzelheiten der Konstruktion nicht Teil der Erfindung sind. Es bleibt jedoch die Tatsache, daß Propeller­ blätter 10 die Tendenz haben, nahe dem Fußteil des Blattes 10 zu vereisen. Daher ist der Enteiser 14 in der Nähe des Fuß­ teils 12 gezeigt.

Die in Fig. 2 gezeigte Heizungsanordnung ist eine konventio­ nelle Folienkonstruktion, die in der bereits erwähnten US-PS 4 386 749 beschrieben ist. Es sollte hervorgehoben werden, daß die besonderen Eigenschaften des leitenden Musters, das auf einem Trägerkörper 18 angeordnet ist, nicht Teil der Erfindung ist und frei wählbar ist. Es ist jedoch eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine äußerst leichtgewichtige elektrische Wider­ standsheizung zu erzeugen. In dieser Hinsicht wurde herausge­ funden, daß die Verwendung einer Heizung vom Folientyp mit sehr dünnem Querschnitt beträchtliche Gewichtsvorteile im Vergleich zu eher konventionellen Heizungen vom Drahttyp bietet. Das Folienmuster wird durch irgendeine geeignete Technik auf den Trägerkörper 18 aufgebracht. Wie dies deut­ licher im vergrößerten Querschnitt von Fig. 3 gesehen werden kann, ist der Trägerkörper 18 bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform ein Blatt oder eine Folie aus ausgehärtetem oder vulkanisiertem Neoprenkautschuk mit einem verstärkenden Nylongitter 20, das sich nur teilweise zum Rand 22 des Träger­ körpers 18 erstreckt, wobei ein nicht unterstützter Bereich des Neoprens übriggelassen wird, der sich über das verstär­ kende Gitter 20 erstreckt, um so einen sehr flexiblen abge­ schrägten Rand zu erhalten, der sich, falls gewünscht, um den gesamten Trägerkörper 18 erstreckt.

Dieser nicht unterstützte Rand resultiert in einen abge­ schrägten Rand, der in großem Ausmaß das Aufbringen des zusammengesetzten Enteisers 14 auf dem Blatt 10 erleichtert, wobei das gewünschte Tragflügelprofil nur minimal unterbrochen wird. Der nicht unterstützte Rand ist flexibel und abge­ schrägt, um das erwünschte "saubere" Montieren zu erleichtern. Die Folienheizung, die allgemein mit 25 bezeichnet sind, sind auch in vergrößertem Querschnitt gezeigt, um die Tatsache zu betonen, daß die Fläche 26 der Heizung direkt am nicht-leiten­ den Blatt 10 oder Blattbereich befestigt ist. Durch eine solche Anordnung wird auf wirksame Weise das Gewicht der Heizung 25 verringert, indem eine Seite des Hei­ zungs"sandwichs" weggelassen wird, die bisher für die Montage auf konventionellen Metallpropellern erforderlich war. Darüber hinaus erleichtert die Konstruktion der Erfindung sehr stark die Wartung des gewünschten Tragflügelprofilquerschnitts, indem sehr wenig Gewicht und sehr wenig Dicke dem Blatt 10 hinzugefügt werden; eine solche Anordnung erleichtert auch das Ausbalancieren eines Propellers mit einer Vielzahl von Blät­ tern.

Die äußere Fläche 28 der Heizung 25 ist in der Tat der einzige Schutz für die Widerstandsheizung gegen Erosion, die durch Rotation mit hoher Geschwindigkeit und Bewegung in der Luft bewirkt wird. Darüber hinaus erleichtert eine solche Anordnung das Entfernen, nachdem die Heizung 25 bis zu einem Punkt "gealtert" ist, bei dem ein solches Entfernen zweckmäßig wird. Nur beispielsweise ist erwähnt, daß der Enteiser 14 am nicht­ leitenden Blatt 10 unter Verwendung eines Klebemittels befe­ stigt ist, z. B. eines auf Kautschuk basierenden Klebemittels, das chemisch verträglich mit dem Erosionsmaterial, typischer­ weise gehärtetes oder vulkanisiertes Neopren, für den Träger­ körper 18 der Folienheizung 25 und das Blattmaterial ist. Natürlich stellt die Natur der Folienheizung 25 mit Zwischen­ räumen zwischen benachbarten Heizungselementen sicher, daß der Trägerkörper 18 des Enteisers 14 auch am Blatt 10 befestigt ist.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist im vergrö­ ßerten schematischen Querschnitt in Fig. 4 gezeigt, bei der alle Vorteile der Erfindung in solchen Situationen beibehalten werden können, bei denen das Blatt 110 für Montage eines Enteisers 14 unter Verwendung einer geeignet geformten Aus­ nehmung 112 in der Blattoberfläche vorbereitet ist. Es ist gezeigt, daß das Blatt 110 eine gefräste oder sonstwie gebil­ dete Ausnehmung 112 aufweist, in der die Heizeinrichtung der Erfindung angeordnet wird. Der nicht unterstützte Rand des Trägerkörpers 118, der sich über das Verstärkungsgitter oder Verstärkungsnetz 120 erstreckt, wird wiederum benutzt, um das Anpassen des Enteisers 14 an das Propellerblatt 110 zu er­ leichtern, wobei das Klebemittel die Zwischenräume zwischen den Heizelementen der Folienheizung 125, dem Trägerkörper 118 und der Ausnehmung 112 in der Blattoberfläche ausfüllt.

Es ist daher ersichtlich, daß durch die Erfindung eine mit niedrigen Kosten verbundene flexible Heizung mit geringem Gewicht für Verwendung als Enteiser für Propellerblätter oder dergleichen entwickelt worden ist. Dies wurde durch eine einzigartige Konstruktion erreicht, die vollen Schutz für die Folienheizelemente bietet, ohne daß unerwünschtes Gewicht hinzugefügt wird, während gleichzeitig ein vollständiges Anhaften des Heizelementes am Blatt selber ermöglicht ist.

Claims (5)

1. Elektrisch beheizter Enteiser (14) zur Verwendung an Propellerblättern (10, 110) oder Rotorblättern, die einen elektrisch nicht-leitenden Bereich an ihrer Oberfläche aufweisen, wobei der Enteiser (14) als flache Folienwider­ standsheizung (25, 125) ausgebildet ist, deren eine Seite mit einem dünnen, elektrisch nicht-leitenden Trägerkörper (18, 118) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß deren andere Seite am elektrisch nicht-leitenden Bereich des Propellerblattes (10, 110) befestigt ist; daß der Träger­ körper (18, 118) mit einem Gitternetz (20, 120) verstärkt ist, das innerhalb des Trägerkörpers (18, 118) angeordnet ist; und daß die Kanten (22) des Trägerkörpers (18, 118) abgeschrägt sind.

2. Enteiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (18, 118) aus gehärtetem oder vulkanisiertem Neoprenkautschuk besteht.

3. Enteiser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitternetz (20, 120) ein elektrisch nicht-leitendes Nylongitter ist.

4. Enteiser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er in einer an der Oberfläche des Propeller­ blattes (10, 110) vorgesehenen Ausnehmung (112) befestigt ist, die die gleiche Erstreckung wie der Enteiser (14) hat.

5. Enteiser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Enteiser (14) mit einem nicht-leitenden Klebstoff am Propellerblatt (10, 110) befestigt ist.