RU2411161C2 - Aircraft engine nacelle anti-icing system with resistive layer - Google Patents
Aircraft engine nacelle anti-icing system with resistive layer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411161C2 RU2411161C2 RU2008102234/11A RU2008102234A RU2411161C2 RU 2411161 C2 RU2411161 C2 RU 2411161C2 RU 2008102234/11 A RU2008102234/11 A RU 2008102234/11A RU 2008102234 A RU2008102234 A RU 2008102234A RU 2411161 C2 RU2411161 C2 RU 2411161C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- icing
- air intake
- nacelle
- flange
- aircraft engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Объектом настоящего изобретения является система защиты от обледенения и борьбы с обледенением гондолы двигателя летательного аппарата, содержащая резистивный слой.An object of the present invention is an anti-icing and anti-icing system for an aircraft engine nacelle comprising a resistive layer.
Объектом настоящего изобретения является также гондола двигателя летательного аппарата, содержащая усовершенствованное устройство борьбы с обледенением и оптимизированную акустическую изоляцию, основанные на резистивном слое.An object of the present invention is also a nacelle for an aircraft engine comprising an improved anti-icing device and optimized acoustic insulation based on a resistive layer.
Наконец, объектом настоящего изобретения является система борьбы с обледенением, содержащая решетки резистивных элементов, образованные разделенными резистивными слоями, предназначенная для борьбы с обледенением гондол авиационных двигателей.Finally, an object of the present invention is an anti-icing system comprising resistive element arrays formed by separated resistive layers for anti-icing nacelles of aircraft engines.
Известно выполнение авиационных гондол, внутренний канал которых охватывает вентилятор и которые содержат трубчатый воздухозаборник, оборудованный закраиной, и картер вентилятора, оборудованный первой внутренней трубчатой деталью акустической изоляции, при этом воздухозаборник соединен с картером вентилятора переходной трубчатой деталью.It is known to carry out aircraft nacelles, the inner channel of which is covered by a fan and which contain a tubular air intake equipped with a flange and a fan case equipped with a first internal tubular acoustic insulation part, while the air intake is connected to the fan case by a transitional tubular part.
Удаление льда на воздухозаборнике и его закраине обычно осуществляют путем подвода к воздухозаборнику горячего воздуха, выходящего из реактора через патрубки или каналы, выполненные в толще гондолы.Ice removal on the air intake and its flange is usually carried out by supplying hot air to the air intake leaving the reactor through pipes or channels made in the thickness of the gondola.
Техническая проблема состоит в том, что подводимый горячий воздух в некоторых условиях полета имеет очень высокую температуру (до 600°С), и в том, что трубчатая деталь или трубчатые детали акустической изоляции, выполненные из композитных материалов, несовместимы с такими температурами.The technical problem is that the hot air supplied in some flight conditions has a very high temperature (up to 600 ° C), and that the tubular part or tubular acoustic insulation parts made of composite materials are incompatible with such temperatures.
Борьба с обледенением особенно необходима во время посадок самолета и, в частности, во время длительных промежутков времени, когда двигатели работают в режиме малого газа. В таких случаях температура воздуха в каналах подвода горячего воздуха является низкой и требуется создание мощного воздушного потока.Icing control is especially necessary during aircraft landings and, in particular, during long periods of time when the engines are running in idle mode. In such cases, the air temperature in the hot air supply ducts is low and a powerful air flow is required.
Такой расчет предполагает, что наоборот, в случае, когда окружающая температура является высокой и когда двигатель работает в режиме полного газа, если вентиль регулирования противообледенительного воздушного потока открыт, воздух нагревается до вышеуказанных высоких температур. Это происходит, в частности, когда вентиль застопорен в открытом положении для поддержания полета в случае поломки системы управления вентилем.This calculation assumes that on the contrary, in the case when the ambient temperature is high and when the engine is in full throttle mode, if the anti-icing air flow control valve is open, the air heats up to the above high temperatures. This occurs, in particular, when the valve is locked in the open position to maintain flight in the event of a breakdown of the valve control system.
Снижение температуры воздуха на фазах полета, когда следует избегать слишком высоких температур, является очень сложной задачей, поскольку известные из уровня техники тепловые системы борьбы с обледенением должны быть рассчитаны таким образом, чтобы обеспечивать защиту двигателя от обледенения в фазах, когда он работает в режиме малого газа, и чтобы охлаждать воздух в особых условиях, что требует наличия сложного, объемного и тяжелого оборудования (теплообменник, вентиль, регулятор и другие элементы).Lowering the air temperature during the phases of the flight, when too high temperatures should be avoided, is a very difficult task, since the prior art thermal anti-icing systems must be designed in such a way as to protect the engine from icing during the phases when it is operating in low mode gas, and to cool the air under special conditions, which requires the presence of complex, voluminous and heavy equipment (heat exchanger, valve, regulator and other elements).
Поэтому в предшествующем уровне техники зону акустической изоляции, чувствительную к нагреву, предпочтительно отдаляют от зоны защиты от обледенения, и для этого переходная трубчатая часть содержит зону сопряжения между воздухозаборником и картером вентилятора, не содержащую средств борьбы с обледенением, чтобы отдалить трубчатую часть, оборудованную средствами акустической изоляции, от нагреваемой части.Therefore, in the prior art, the heat-sensitive acoustic insulation zone is preferably removed from the anti-icing zone, and for this, the transitional tubular portion comprises a mating zone between the air intake and the fan housing that does not contain anti-icing means in order to remove the tubular portion equipped with means acoustic insulation from the heated part.
Эта конструкция создает, в частности, две проблемы, первой из которых является то, что кольцевое сечение воздухозаборника не содержит звукоизоляционного материала, что снижает эффективность этих средств снижения шума, а вторая состоит в том, что это кольцевое сечение не содержит и средств борьбы с обледенением и поэтому подвержено образованию и накапливанию льда.This design creates, in particular, two problems, the first of which is that the annular cross section of the air intake does not contain soundproofing material, which reduces the effectiveness of these noise reduction means, and the second is that this annular cross section does not contain any anti-icing means and therefore subject to the formation and accumulation of ice.
Задачей системы борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением является обеспечение возможности сближения и даже перекрытия зон акустической изоляции и зон защиты от обледенения, кроме того, она позволяет снизить потери мощности двигателя с учетом того, что в случае двигателя гражданского самолета обычной мощности известная из предшествующего уровня техники тепловая система защиты от обледенения отбирает мощность порядка 60 - 80 кВт от мощности двигателя, не будучи оборудованной реальным средством регулирования или ограничения.The task of the anti-icing system in accordance with the present invention is to ensure the proximity and even overlap of acoustic insulation zones and anti-icing zones, in addition, it can reduce engine power losses, given that in the case of a civilian aircraft engine of normal power known from the previous prior art thermal icing protection system takes power of the order of 60 - 80 kW from engine power, not being equipped with a real means of regulation or ogre nothingness.
Устройство борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением позволяет существенно уменьшить и даже устранить переходное кольцевое сечение и сблизить между собой и даже обеспечить перекрытие противообледенительной части и звукоизоляционной части, чтобы увеличить как поверхность защиты от обледенения, так и поверхность, оборудованную средствами снижения шума.The anti-icing device in accordance with the present invention can significantly reduce and even eliminate the transient annular section and bring them closer together and even ensure that the anti-icing part and the sound insulation part overlap, so as to increase both the icing protection surface and the surface equipped with noise reduction means.
Кроме того, устройство борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением, расположенное на поверхности, не требует наличия сложных систем каналов и вентилей.In addition, the anti-icing device in accordance with the present invention, located on the surface, does not require complex duct systems and valves.
Кроме того, известная из предшествующего уровня техники воздушная система позволяет осуществлять защиту от обледенения, но не позволяет вести простую и эффективную борьбу с обледенением, тогда как система в соответствии с настоящим изобретением позволяет очищать ото льда отдельные зоны путем временной подачи мощности, необходимой для борьбы с обледенением, при этом потребляемая мощность устанавливается в зависимости от выбранных режимов защиты от обледенения и борьбы с обледенением.In addition, the air system known from the prior art allows for anti-icing protection, but does not allow a simple and effective anti-icing control, while the system in accordance with the present invention makes it possible to clear individual zones of ice by temporarily supplying the power necessary to combat icing, while the power consumption is set depending on the selected modes of protection against icing and anti-icing.
Настоящим изобретением предлагается система борьбы с обледенением и защиты от обледенения, не занимающая места внутри гондолы, потребляющая мало мощности и обеспечивающая большую гибкость применения путем адаптации мощности для борьбы с обледенением к полетным условиям и к наземным условиям.The present invention provides an anti-icing and anti-icing system that does not take up space inside the nacelle, consumes little power and provides great flexibility by adapting the power to combat icing to flight conditions and ground conditions.
В этой связи объектом настоящего изобретения является система борьбы с обледенением и защиты от обледенения гондолы двигателя летательного аппарата, содержащей воздухозаборник, оборудованный закраиной, за которой находится трубчатая деталь воздухозаборника, содержащая первую панель акустической изоляции, отличающаяся тем, что содержит средства борьбы с обледенением, содержащие, по меньшей мере, одну решетку нагревательных резистивных элементов, погруженных в электроизоляционный материал, при этом средства борьбы с обледенением выполнены в виде слоя, содержащего резистивные элементы в толще закраины воздухозаборника.In this regard, an object of the present invention is an anti-icing and anti-icing system for an aircraft engine nacelle comprising an air intake equipped with a lip, behind which is a tubular air intake component comprising a first acoustic insulation panel, characterized in that it comprises anti-icing means comprising at least one lattice of heating resistive elements immersed in an insulating material, while the anti-icing means They are filled in the form of a layer containing resistive elements in the thickness of the edge of the air intake.
Согласно частному варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением предлагается гондола двигателя летательного аппарата, содержащая воздухозаборник, оборудованный закраиной, за которой находится трубчатая деталь воздухозаборника, содержащая первую панель акустической изоляции, отличающаяся тем, что закраина оборудована системой борьбы с обледенением, которая содержит средства борьбы с обледенением, содержащие, по меньшей мере, одну решетку нагревательных резистивных элементов, погруженных в электроизоляционный материал, при этом средства борьбы с обледенением выполнены в виде слоя, содержащего резистивные элементы в толще закраины воздухозаборника, при этом решетка образует часть стенки закраины, перекрывая часть закраины, внутреннюю по отношению к воздухозаборнику, и выполнена, с одной стороны, по меньшей мере, на части закраины, наружной по отношению к воздухозаборнику, и, с другой стороны, по меньшей мере, в зоне сопряжения между закраиной и первой панелью акустической изоляции трубчатой детали воздухозаборника.According to a particular embodiment, in accordance with the present invention, there is provided an engine nacelle comprising an air intake equipped with a flange, behind which there is a tubular air intake part comprising a first acoustic insulation panel, characterized in that the flange is equipped with an anti-icing system that contains anti-icing means icing containing at least one grating of heating resistive elements immersed in an insulating mat rial, while the anti-icing means are made in the form of a layer containing resistive elements in the thickness of the flange of the air intake, while the lattice forms part of the wall of the flange, overlapping part of the flange, internal to the air intake, and is made, on the one hand, at least on the part of the flange external to the air intake, and, on the other hand, at least in the interface between the flange and the first acoustic insulation panel of the tubular part of the air intake.
В частности, воздухозаборник сегментирован на последовательность секторов борьбы с обледенением, образующих последовательность подрешеток, управляемых, по меньшей мере, одной схемой управления, выполненной с возможностью осуществления либо последовательного нагрева секторов, либо одновременного нагрева некоторых секторов.In particular, the air intake is segmented into a sequence of de-icing sectors, forming a sequence of sublattices controlled by at least one control circuit, configured to either sequentially heat the sectors or simultaneously heat some sectors.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения система борьбы с обледенением содержит средства борьбы с обледенением, состоящие, по меньшей мере, из двух решеток нагревательных резистивных элементов, погруженных в изоляционный материал, при этом, по меньшей мере, два ряда резистивных элементов упомянутых решеток разделены таким образом, чтобы образовать две разделенные решетки, включенные в толщу очищаемой ото льда панели.According to a preferred embodiment of the present invention, the anti-icing system comprises anti-icing means consisting of at least two gratings of heating resistive elements immersed in an insulating material, wherein at least two rows of resistive elements of said gratings are separated to form two separated lattices included in the thickness of the panel being cleared of ice.
Предпочтительно система борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением содержит схемы управления решетками, содержащие два независимых канала, обеспечивающих управление электрическим питанием двух резистивных решеток.Preferably, the anti-icing system of the present invention comprises grating control circuits comprising two independent channels providing electrical control of the two resistive gratings.
Объектом настоящего изобретения является также способ управления системой борьбы с обледенением и защиты от обледенения воздухозаборника гондолы двигателя летательного аппарата, отличающийся тем, что воздухозаборник сегментируют на последовательность секторов борьбы с обледенением и управляют последовательностью резистивных решеток, находящихся в секторах борьбы с обледенением, при помощи, по меньшей мере, одной схемы управления, выполненной с возможностью одновременной или последовательной подачи питания на упомянутые сектора.The object of the present invention is also a method for controlling an anti-icing and anti-icing system of an aircraft engine nacelle air intake, characterized in that the air inlet is segmented into a sequence of anti-icing sectors and controlling the sequence of resistive gratings located in the anti-icing sectors by at least one control circuit configured to simultaneously or sequentially supply power to said sectors.
Кроме выигрыша в гибкости работы, обеспечиваемой системой в соответствии с настоящим изобретением, такая система позволяет также повысить акустическую изоляцию воздухозаборников, выполненных из композитных материалов, поскольку такая система не подвергается воздействию высоких температур даже в случае работы в режиме малого газа.In addition to the gain in flexibility provided by the system in accordance with the present invention, such a system also improves the acoustic insulation of air intakes made of composite materials, since such a system is not exposed to high temperatures even in the case of low gas operation.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего описания не ограничительного примера выполнения изобретения, приводимого со ссылками на чертежи, на которых:Other features and advantages of the present invention are apparent from the following description of a non-limiting example of the invention, with reference to the drawings, in which:
Фиг. 1 - общий вид с местным разрезом гондолы двигателя летательного аппарата.FIG. 1 is a general view with a local section of a nacelle of an aircraft engine.
Фиг. 2 - схематический вид в разрезе передней части гондолы, известной из уровня техники.FIG. 2 is a schematic sectional view of the front of a nacelle known in the art.
Фиг. 3 - схематический вид в разрезе передней части гондолы согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения.FIG. 3 is a schematic sectional view of the front of a nacelle according to a first embodiment of the present invention.
Фиг. 4 - схематический вид в разрезе передней части гондолы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 is a schematic sectional view of a front portion of a nacelle according to a first embodiment of the present invention.
Фиг. 5 - схематический вид в разрезе передней части гондолы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 5 is a schematic sectional view of the front of a nacelle according to a second embodiment of the present invention.
Фиг. 6 - схематический вид в разрезе передней части гондолы согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 6 is a schematic sectional view of a front portion of a nacelle according to a third embodiment of the present invention.
Фиг. 7А - вид в разрезе резистивной решетки согласно варианту изобретения.FIG. 7A is a cross-sectional view of a resistive grating according to an embodiment of the invention.
Фиг. 7Б - вид детали решетки, показанной на фиг. 7А.FIG. 7B is a detail view of the grating shown in FIG. 7A.
Фиг. 8А, 8Б и 8В - схематический вид секторов воздухозаборника, оборудованного системой борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 8A, 8B and 8B are schematic views of sectors of an air intake equipped with an anti-icing system in accordance with the present invention.
Фиг. 9А и 9Б - схематическое отображение двух режимов работы системы борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 9A and 9B are a schematic diagram of two modes of operation of an anti-icing system in accordance with the present invention.
Фиг. 10 - два примера выполнения систем борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 10 are two exemplary embodiments of anti-icing systems in accordance with the present invention.
Фиг. 11А и 11Б - два примера циклов работы системы борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 11A and 11B are two examples of cycles of operation of an anti-icing system in accordance with the present invention.
Настоящее изобретение в основном относится к борьбе с обледенением и защите от обледенения частей летательных аппаратов и, в частности, гондол двигателей этих летательных аппаратов.The present invention generally relates to anti-icing and anti-icing parts of aircraft and, in particular, engine nacelles of these aircraft.
Гондола 1 двигателя летательного аппарата схематически показана на Фиг. 1.The
Такая гондола 1 содержит воздухозаборник 2, оборудованный закраиной 3, за которой следует трубчатая деталь 4 воздухозаборника.Such a
Передняя часть такой гондолы, известной из уровня техники, показана на Фиг. 2, где видно, что трубчатая часть 4, содержащая панель акустической изоляции, смещена назад относительно закраины 3 воздухозаборника, за счет чего образована буферная зона А между защищаемой от обледенения частью, находящейся впереди внутренней перегородки 14, и частью, содержащей панель 5 акустической изоляции, таким образом, чтобы обеспечить защиту этой панели от высоких температур теплового устройства борьбы с обледенением, условно показанного в виде канала 15.The front part of such a known nacelle is shown in FIG. 2, where it is seen that the
Согласно примерам выполнения настоящего изобретения, показанным на фиг. 3, 4 и 5, гондола тоже содержит трубчатую деталь, оборудованную первой панелью 5 акустической изоляции из композитных материалов, и, согласно изобретению, закраина оборудована средствами 6, 6а, 6b, 6c, 6d борьбы с обледенением, образующими часть стенки закраины и заменяющими тепловые средства борьбы с обледенением.According to exemplary embodiments of the present invention shown in FIG. 3, 4 and 5, the nacelle also contains a tubular part equipped with a first
Средства борьбы с обледенением в соответствии с настоящим изобретением перекрывают часть 3b закраины, внутреннюю по отношению к воздухозаборнику, и выполнены, с одной стороны, на части 3а закраины, наружной по отношению к воздухозаборнику, и, с другой стороны, в зоне 7а, 7b, 7c сопряжения между закраиной и трубчатой деталью воздухозаборника.The anti-icing means in accordance with the present invention overlap a
В частности, согласно примеру осуществления, показанному на Фиг. 3, зона 7а сопряжения содержит передний конец 8 трубчатой детали воздухозаборника, неподвижно соединенный с внутренним бортом продолжения закраины 3, при этом средства 6с борьбы с обледенением перекрывают упомянутый передний конец 8.In particular, according to the embodiment shown in FIG. 3, the
Трубчатая деталь 4 из композитных материалов содержит наружную оболочку 4а и внутреннюю оболочку 4b, охватывающие звукоизоляционный материал, образуя упомянутую первую панель 5 акустической изоляции, и передний конец 8 образован сжатым бортом наружной и внутренней оболочек 4а, 4b, при этом упомянутые сжатые борта соединены при помощи клея или при помощи горячей полимеризации смолы, пропитывающей оболочки 4а, 4b, что известно из способов выполнения композитных акустических панелей, например, описанных в документе ЕР 0 897 174 А1.The
Согласно примеру, представленному на Фиг. 4, закраина 3 содержит верхний капот 10, образующий верхнюю поверхность 12 воздухозаборника и удлиненный за пределы передней кромки 11 закраины, при этом трубчатая деталь 4 воздухозаборника, оборудованная первой панелью акустической изоляции, удлинена с образованием части нижней поверхности 13 закраины 3. Согласно этому примеру средства борьбы с обледенением, образующие часть стенки закраины, содержат первый слой 6а, нанесенный на внутреннюю стенку верхнего капота 10, и второй слой, нанесенный на наружную сторону панели 5 акустической изоляции удлиненной детали воздухозаборника, при этом зона 7b сопряжения находится приблизительно на уровне передней кромки 11 закраины 3.According to the example of FIG. 4, the
Преимуществом такой конструкции является получение сплошной зоны акустической изоляции, начиная от внутреннего пространства двигателя до уровня передней кромки закраины, что исключительно способствует снижению шума.The advantage of this design is to obtain a continuous zone of acoustic insulation, starting from the internal space of the engine to the level of the leading edge of the flange, which exclusively helps to reduce noise.
Согласно примеру, представленному на Фиг. 5, закраина 3 полностью образована удлинением трубчатой детали воздухозаборника, которая образует нижнюю поверхность 13, переднюю кромку 11 и верхнюю поверхность 12 закраины 3.According to the example of FIG. 5, the
Согласно примеру, представленному на Фиг. 6, на которой сохранена первоначальная конструкция воздухозаборника, представленного на Фиг. 2, средства 6d борьбы с обледенением выполнены за пределами зоны сопряжения, перекрывая, по меньшей мере, часть трубчатой детали воздухозаборника.According to the example of FIG. 6, on which the original design of the air intake shown in FIG. 2, anti-icing means 6d are formed outside the mating zone, overlapping at least a portion of the tubular part of the air intake.
Средства 6а борьбы с обледенением закрывают наружную зону 3а закраины, средства 6b закрывают внутреннюю зону 3b закраины, в данном случае оборудованную первой зоной 9 акустической изоляции, средства 6с закрывают зону 7с сопряжения между закраиной и воздухозаборником, и средства 6d закрывают часть второй зоны 5 акустической изоляции.Anti-icing means 6a cover the
Показанные средства 6, 6а, 6b, 6c, 6d борьбы с обледенением являются электрическими средствами и, в частности, содержат слой, включающий в себя нагревательные сопротивления.The anti-icing means shown 6, 6a, 6b, 6c, 6d are electrical means and, in particular, comprise a layer including heating resistances.
Для защиты этого слоя предпочтительно его располагают на внутренней поверхности закраины, по меньшей мере, в части конца или передней кромки закраины. Если средства борьбы с обледенением должны перекрывать панель акустической изоляции, то их, наоборот, располагают на наружной поверхности панели и в них выполняют отверстия, чтобы обеспечить работу панели акустической изоляции, оставляя часть открытой поверхности, на площади, соответствующей требуемой акустической изоляции.To protect this layer, it is preferably located on the inner surface of the flange, at least in part of the end or front edge of the flange. If the anti-icing means should overlap the acoustic insulation panel, then they, on the contrary, are placed on the outer surface of the panel and holes are made in them to ensure the operation of the acoustic insulation panel, leaving part of the open surface in the area corresponding to the required acoustic insulation.
Настоящее изобретение предназначено, в частности, для применения на гондолах летательных аппаратов, содержащих части из композитных материалов, и, в частности, в которых трубчатая деталь 4 воздухозаборника и панели 5, 9 акустической изоляции выполнены из композитных материалов.The present invention is intended, in particular, for use on nacelles of aircraft containing parts made of composite materials, and in particular in which the
В рамках выполнения электрических средств борьбы с обледенением устройство выполнено с возможностью работы в режиме защиты от обледенения, предупреждающем образование наледи на защищаемых поверхностях, или в режиме борьбы с обледенением с удалением наледи, образующейся на поверхности.As part of the implementation of electrical means of anti-icing, the device is configured to operate in the anti-icing mode, preventing the formation of ice on the surfaces to be protected, or in the anti-icing mode with the removal of the ice formed on the surface.
Такое устройство и система, а также их работа описаны со ссылками на Фиг. 7А - 11Б.Such a device and system, as well as their operation, are described with reference to FIG. 7A - 11B.
Как было раскрыто выше и, в частности, в случаях двигателей типа газотурбинных, известной технологией, применяемой для систем борьбы с обледенением, является отбор воздушной мощности двигателя для подачи горячего воздуха по трубопроводам к защищаемым зонам.As described above and, in particular, in the case of gas turbine-type engines, a known technology used for anti-icing systems is the selection of engine air power for supplying hot air through pipelines to protected areas.
Такая технология основана на наличии воздушной мощности, отбираемой от тяговой мощности двигателя, на наличии вентильных устройств управления и электрических систем управления этими вентилями и на наличии достаточного места для прокладки трубопроводов в гондолах.This technology is based on the presence of air power taken from the engine traction power, on the presence of valve control devices and electrical control systems for these valves and on the availability of sufficient space for laying pipelines in the nacelles.
В отличие от этих сложных известных технических решений предлагаемая система содержит электрические нагревательные элементы, включенные в толщу панелей, образующих закраину 3 воздухозаборника и трубчатую деталь воздухозаборника, образуя систему борьбы с обледенением гондолы 1 двигателя летательного аппарата, содержащей воздухозаборник 2, оборудованный закраиной 3.In contrast to these complex, well-known technical solutions, the proposed system contains electric heating elements included in the thickness of the panels forming the
Как показано на Фиг. 7А, электрические нагревательные элементы, образующие средства 6, 6а, 6b, 6c, 6d борьбы с обледенением, образованы, по меньшей мере, одной решеткой нагревательных резистивных элементов 102, погруженных в изоляционный материал 101, при этом средства борьбы с обледенением выполнены в виде слоя 103а, 103b, включающего в себя резистивные элементы 102 в толще закраины воздухозаборника между образующими ее панелями 104, 105.As shown in FIG. 7A, the electric heating elements forming the anti-icing means 6, 6a, 6b, 6c, 6d are formed by at least one grating of the heating
Решетки резистивных элементов 102 содержат нагревательные электрические сопротивления, рассеивающие электрическую мощность за счет эффекта Джоуля, погруженные в изоляционный материал 101.The gratings of the
Средства борьбы с обледенением являются либо металлическими резистивными элементами, например, выполненными из меди, либо композитными резистивными элементами, например, элементами из углерода.Deicing agents are either metal resistive elements, for example made of copper, or composite resistive elements, for example, carbon elements.
Электрический изолятор, покрывающий резистивные элементы, является мягким материалом, в частности, типа силикона или неопрена.The electrical insulator covering the resistive elements is a soft material, in particular a type of silicone or neoprene.
Как показано на Фиг. 7Б, резистивные элементы 102 соединены параллельно, что ограничивает опасность падения эффективности системы в случае разрыва элемента, например, в результате столкновения постороннего предмета с воздухозаборником.As shown in FIG. 7B,
Каждый резистивный элемент 102 отделен от смежных элементов расстоянием, достаточным для обеспечения необходимой электрической изоляции (как правило, порядка 2 мм для обычных значений постоянного или переменного напряжения питания от 0 до 400 В).Each
Кроме того, как показано на Фиг. 7А, решетка нагревательных резистивных элементов 102 дублируется, образуя две разделенные решетки 103а, 103b, включенные в толщу закраины.In addition, as shown in FIG. 7A, the lattice of the heating
Такая двойная конструкция решеток предусматривает, что в случае неисправности одной из решеток функция защиты от обледенения обеспечивается в ослабленном режиме другой из решеток.Such a double design of the gratings provides that in the event of a malfunction of one of the gratings, the icing protection function is provided in the weakened mode of the other of the gratings.
Для управления этими решетками представленная система содержит схемы 106, 106а, 106b управления решетками, содержащие два независимых канала, обеспечивающих независимое управление электрическим питанием двух резистивных решеток 103а, 103b. Эти схемы управления схематически показаны на Фиг. 10, тогда как пример прокладки кабелей 108а, 108b, 108c, 108d питания, который позволяет избежать расположения кабелей в наиболее открытой нижней зоне воздухозаборника, показан на Фиг. 8Б и 8В в рамках разделения воздухозаборника на четыре сектора, образующих четыре подрешетки 201, 202, 203, 204.To control these gratings, the presented system comprises
Действительно, для обеспечения безопасности и, кроме того, чтобы оптимизировать потребление электроэнергии системой, изобретением предусмотрено разделение воздухозаборника на последовательность секторов борьбы с обледенением, которые на Фиг. 8А образуют последовательность подрешеток 201, …, 212, управляемых независимо, по меньшей мере, одной схемой 106, 106a, 106b, выполненной с возможностью обеспечения либо последовательного нагрева секторов, либо с возможностью одновременной подачи питания на некоторые сектора.Indeed, in order to ensure safety and, in addition, to optimize the energy consumption of the system, the invention provides for dividing the air intake into a sequence of de-icing sectors, which are shown in FIG. 8A form a sequence of
Кабели 108а, 108b, 108c, 108d содержат входы и выходы электрического тока, подаваемого по ним на сектора.
На Фиг. 8А показаны четыре секции, при этом секция 301 соответствует соединению с кокпитом, секция 302 является секцией в пилоне двигателя, где находятся коробки 107а и 107b управления периодами или циклами системы, секция 303 содержит магистраль кабелей между пилоном двигателя и воздухозаборником, и секция 304 соответствует воздухозаборнику.In FIG. 8A shows four sections, with
Мощность, которую необходимо рассеять, чтобы добиться правильной работы в режиме защиты от обледенения, зависит от положения нагревательного элемента в воздухозаборнике, при этом наиболее критической зоной профиля является внутренняя часть воздухозаборника, начиная от передней кромки закраины.The power that needs to be dissipated in order to achieve proper operation in the anti-icing mode depends on the position of the heating element in the air intake, with the most critical area of the profile being the inside of the air intake, starting from the leading edge of the flange.
Для обеспечения функции защиты от обледенения такой зоны рассеиваемая мощность является постоянно подаваемой мощностью порядка 1,5 Вт/см2.To ensure the function of protection against icing of such a zone, the dissipated power is a continuously supplied power of the order of 1.5 W / cm 2 .
Для менее критических зон работа в режиме борьбы с обледенением, основанная на периодическом нагреве поверхностей, хотя и предполагает мгновенное рассеяние более высокой мощности порядка от 2 до 3 Вт/см2, вместе с тем позволяет ограничить потребление мощности всей системой.For less critical zones, work in the anti-icing mode, based on periodic heating of surfaces, although it involves instantaneous dissipation of a higher power of the order of 2 to 3 W / cm 2 , at the same time limits the power consumption of the entire system.
При такой работе в режиме борьбы с обледенением схема или схемы управления выполнены с возможностью подачи питания и отключения питания на решетках 103а, 103b или подрешетках 201, …, 212 согласно определенным временным циклам, показанным на Фиг. 11А и 11Б.In such an anti-icing operation, the control circuit or circuits are configured to supply power and turn off power on the
Временной цикл, показанный на Фиг. 11А, содержит прохождение тока в резистивном элементе в течение промежутка времени Т0-Т3, включающего фазу Р1 повышения температуры, фазу Р2 при 0°С таяния льда, фазу Р3 повышения температуры до высокого значения. После этого схема размыкается, что соответствует фазе Р4 охлаждения.The time cycle shown in FIG. 11A, contains the passage of current in the resistive element for a period of time T0-T3, including a temperature raising phase P1, a melting phase P2 at 0 ° C., and a temperature raising phase P3 to a high value. After that, the circuit opens, which corresponds to the cooling phase P4.
На Фиг. 11Б показаны циклы для всех секторов, при этом фазы электрического питания для нагрева резистивных элементов выполняются последовательно.In FIG. 11B shows cycles for all sectors, while the phases of the electric power supply for heating the resistive elements are performed sequentially.
Работа в этом режиме борьбы с обледенением в зонах воздухозаборника позволяет компенсировать неисправность одной из схем и сохранить при этом достаточную эффективность борьбы с обледенением.Work in this mode of anti-icing in the zones of the air intake allows you to compensate for the malfunction of one of the circuits and at the same time maintain sufficient anti-icing efficiency.
Схема управления системой, показанная на Фиг. 10, в рамках двух раздельных схем 106а, 106b содержит ряд кабельных жгутов 108, питающих все резистивные подрешетки.The system control circuit shown in FIG. 10, within two
Эти жгуты образуют независимые каналы, соединенные с раздельными коробками 107а, 107b или соединенные с единым блоком управления, которая, в свою очередь, соединена шиной 115 с блоком 133 контроля и связи с бортовой панелью 114 приборов для вывода параметров работы и управления системы.These bundles form independent channels connected to
Как было указано выше, питание решеток нагревателей гондолы осуществляется при помощи двух независимых кабельных сетей 106, 108a, 108b, 108c питания и двух предназначенных для этого наборов электрических соединителей.As indicated above, the nacelle heater grids are powered by two
Кабели каждой сети проложены таким образом, чтобы быть полностью независимыми от кабелей другой сети, что сводит к минимуму риски общей аварии схем.The cables of each network are laid in such a way as to be completely independent from the cables of another network, which minimizes the risks of a general circuit failure.
Описанная система оптимизирует потребление мощности за счет того, что схемы управления выполнены с возможностью подачи и отключения питания на нагревателях согласно определенным временным циклам в зависимости от фазы полета или от условий использования системы.The described system optimizes power consumption due to the fact that the control circuits are configured to supply and disconnect power to the heaters according to certain time cycles depending on the phase of flight or on the conditions of use of the system.
Блок или блоки 107а, 107b, обеспечивающие контроль за кабельными сетями и резистивными нагревателями, следят, чтобы подаваемые напряжение и ток соответствовали необходимым значениям, и контроль за системой производится путем отслеживания отсутствия короткого замыкания или несвоевременного размыкания схем.The block or
Точно так же, цепи питания блоков, например, через шины питания, соединенные с источниками 116а, 116b постоянного напряжения и источниками 117а, 117b переменного напряжения, являются независимыми. Кроме того, для повышения избыточности каждый блок запитан на две независимые шины питания.Similarly, the power supply circuits of the units, for example, via power buses connected to the
В определенный момент каждый канал или блок использует одну и ту же шину электрического питания, чтобы в случае проблемы электрической изоляции между двумя решетками нагревателей неисправность отражалась только на одной из шин питания.At a certain moment, each channel or unit uses the same busbar for power supply, so that in the event of a problem of electrical insulation between the two gratings of the heaters, the malfunction affects only one of the busbars.
В частности, в случае неисправности одной из шин питания на одном из блоков или каналов оба блока или канала используют другую шину питания.In particular, in the event of a malfunction of one of the power buses on one of the units or channels, both units or channels use the other power bus.
Для управления системой в соответствии с настоящим изобретением воздухозаборник сегментируют на последовательность секторов борьбы с обледенением и управляют последовательностью резистивных решеток 201, …, 212, находящихся в секторах борьбы с обледенением, при помощи, по меньшей мере, одной схемы 106, 106а, 106b управления, выполненной с возможностью одновременной или последовательной подачи питания на упомянутые сектора.To control the system in accordance with the present invention, the air intake is segmented into a sequence of anti-icing sectors and the sequence of
В зависимости от места нахождения подрешеток предпочтительно можно выбирать работу в режиме борьбы с обледенением или защиты от обледенения.Depending on the location of the sublattices, it is preferable to select operation in the anti-icing or anti-icing mode.
Фазу 110 защиты от обледенения осуществляют путем непрерывной работы, по меньшей мере, одного сектора борьбы с обледенением, тогда как фазу 111 борьбы с обледенением осуществляют при помощи периодического цикла нагрева, по меньшей мере, одного сектора.The
На Фиг. 9А показан режим работы, при котором наружная часть гондолы обрабатывается в режиме борьбы с обледенением путем последовательной подачи питания на сектора и при котором конец закраины воздухозаборника и трубчатая часть воздухозаборника обрабатываются в режиме защиты от обледенения путем непрерывной подачи питания на резистивные решетки, находящиеся в этой части.In FIG. 9A shows a mode of operation in which the outer part of the nacelle is processed in the anti-icing mode by supplying power to the sectors sequentially and in which the end of the air intake flange and the tubular part of the air intake are processed in the anti-icing mode by continuously supplying power to the resistive grids located in this part .
На фиг. 9Б показан режим работы, при котором на наружную часть гондолы и трубчатую часть воздухозаборника подается питание в режиме борьбы с обледенением, и только на конец закраины воздухозаборника подается питание в режиме защиты от обледенения.In FIG. 9B shows a mode of operation in which power is supplied to the outer part of the nacelle and the tubular part of the air inlet in the anti-icing mode, and only at the end of the air inlet edge is power supplied in the anti-icing mode.
Настоящее изобретение не ограничивается представленными примерами, и, в частности, режимы работы можно поменять, выбирая соответственно режим работы для защиты от обледенения или режим работы для борьбы с обледенением в зависимости от условий полета, от состояния системы или имеющейся в наличии мощности, при этом разделенные решетки можно отделить друг от друга в боковом направлении для перекрывания последовательных зон, как показано на фиг. 7Б, зон, отделенных друг от друга или находящихся друг над другом, или расположенных комбинированно.The present invention is not limited to the presented examples, and in particular, the operating modes can be changed by choosing, respectively, an operating mode for anti-icing or an anti-icing operating mode depending on flight conditions, on the state of the system or on available power, the gratings can be separated laterally to overlap successive zones, as shown in FIG. 7B, zones separated from each other or located one above the other, or located in combination.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0551711A FR2887518B1 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | AIRCRAFT ENGINE NACELLE WITH IMPROVED DEFROSTING DEVICE AND OPTIMIZED ACOUSTICAL ATTENUATION |
FR0551712 | 2005-06-22 | ||
FR0551713 | 2005-06-22 | ||
FR0551712A FR2887519B1 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | ANTI-FRICTION AND DEFROSTING SYSTEM OF AN AIRCRAFT ENGINE NACELLE WITH RESISTIVE CARPETS |
FR0551711 | 2005-06-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008102234A RU2008102234A (en) | 2009-07-27 |
RU2411161C2 true RU2411161C2 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=41048023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008102234/11A RU2411161C2 (en) | 2005-06-22 | 2006-06-19 | Aircraft engine nacelle anti-icing system with resistive layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2411161C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501717C2 (en) * | 2008-11-17 | 2013-12-20 | Эрсель | Method of control over electric deicing system |
RU2727820C2 (en) * | 2017-09-22 | 2020-07-24 | Зе Боинг Компани | Improved design of the input device |
RU2764489C2 (en) * | 2017-04-24 | 2022-01-17 | Сафран Эркрафт Энджинз | Aircraft power plant containing heat exchangers of air-liquid type |
RU2800691C2 (en) * | 2018-08-27 | 2023-07-26 | Де-Айс Текнолоджис, Инк. | Anti-icing systems |
US11910493B2 (en) | 2016-10-07 | 2024-02-20 | De-Ice Technologies, Inc. | Heating a bulk medium |
US12024299B2 (en) | 2018-08-27 | 2024-07-02 | De-Ice Technologies, Inc. | De-icing systems |
US12085016B2 (en) | 2021-05-04 | 2024-09-10 | The Boeing Company | Nacelle inlet structures, engine assemblies and vehicles including the same, and related methods |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2008102234/11A patent/RU2411161C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501717C2 (en) * | 2008-11-17 | 2013-12-20 | Эрсель | Method of control over electric deicing system |
US11910493B2 (en) | 2016-10-07 | 2024-02-20 | De-Ice Technologies, Inc. | Heating a bulk medium |
RU2764489C2 (en) * | 2017-04-24 | 2022-01-17 | Сафран Эркрафт Энджинз | Aircraft power plant containing heat exchangers of air-liquid type |
RU2727820C2 (en) * | 2017-09-22 | 2020-07-24 | Зе Боинг Компани | Improved design of the input device |
US11125157B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-09-21 | The Boeing Company | Advanced inlet design |
RU2800691C2 (en) * | 2018-08-27 | 2023-07-26 | Де-Айс Текнолоджис, Инк. | Anti-icing systems |
US12024299B2 (en) | 2018-08-27 | 2024-07-02 | De-Ice Technologies, Inc. | De-icing systems |
RU2801764C2 (en) * | 2019-04-26 | 2023-08-15 | Сафран Насель | Nacelle air intake and nacelle containing such air intake |
US12085016B2 (en) | 2021-05-04 | 2024-09-10 | The Boeing Company | Nacelle inlet structures, engine assemblies and vehicles including the same, and related methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008102234A (en) | 2009-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008546945A (en) | Anti-icing and deicing system for aircraft engine compartment with resistance mat | |
RU2411161C2 (en) | Aircraft engine nacelle anti-icing system with resistive layer | |
US7631838B2 (en) | Aircraft engine nacelle inlet having access opening for electrical ice protection system | |
US7513458B2 (en) | Aircraft engine nacelle inlet having electrical ice protection system | |
US9826575B2 (en) | Electrical raft assembly | |
CA2819942C (en) | Aircraft ice protection system and method | |
EP2607660B1 (en) | Electrical harness | |
EP2946925B1 (en) | Fire resistant electrical panel | |
JP2009101990A (en) | Power distribution architecture for ice protection system | |
US20090230239A1 (en) | Ice protection power supply | |
US7938368B2 (en) | Nosecone ice protection system for a gas turbine engine | |
EP1495963A2 (en) | Method and apparatus for noise abatement and ice protection of an aircraft engine nacelle inlet lip | |
US20110155855A1 (en) | Method for making an acoustic panel for the air intake lip of a nacelle | |
US10321522B2 (en) | Ice protection device and method | |
US8919700B2 (en) | De-icing device, in particular for an aircraft nacelle | |
US20140208712A1 (en) | Component having a heat protection system | |
US11008109B2 (en) | Aircraft ice protection systems | |
CA2735005A1 (en) | Aircraft ice protection system | |
US20160280355A1 (en) | Apparatus and method for heat-sheilding fan duct inner wall | |
GB2505994A (en) | Electrically heated aircraft component ice protection system | |
CN113086210A (en) | Multi-partition three-phase electric heating unit | |
CN118382581A (en) | Air inlet lip for a nacelle of an aircraft propulsion assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120221 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180620 |