RU2483000C2 - Пьезоэлектрическая противообледенительная система воздухозаборника - Google Patents
Пьезоэлектрическая противообледенительная система воздухозаборника Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483000C2 RU2483000C2 RU2010119332/11A RU2010119332A RU2483000C2 RU 2483000 C2 RU2483000 C2 RU 2483000C2 RU 2010119332/11 A RU2010119332/11 A RU 2010119332/11A RU 2010119332 A RU2010119332 A RU 2010119332A RU 2483000 C2 RU2483000 C2 RU 2483000C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- icing
- node
- active element
- piezoelectric active
- piezoelectric
- Prior art date
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 37
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 37
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- -1 for example Substances 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- ZVFDTKUVRCTHQE-UHFFFAOYSA-N Diisodecyl phthalate Chemical compound CC(C)CCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC(C)C ZVFDTKUVRCTHQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- ZETYUTMSJWMKNQ-UHFFFAOYSA-N n,n',n'-trimethylhexane-1,6-diamine Chemical compound CNCCCCCCN(C)C ZETYUTMSJWMKNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 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; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/02—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/16—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by mechanical means
- B64D15/163—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by mechanical means using electro-impulsive devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/02—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
- B64D2033/0233—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes comprising de-icing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам борьбы с обледенением элементов конструкции летательных аппаратов. Гондола летательного аппарата содержит узел входной кромки (1) воздухозаборника турбореактивного двигателя, имеющий внутреннюю поверхность (9), наружную поверхность (11) и средства устранения обледенения, включающие в себя противообледенительное покрытие (13), нанесенное на часть наружной поверхности (11). Связующая матрица указанного противообледенительного покрытия (13) содержит в себе, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент. Пьезоэлектрические исполнительные устройства содержат, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент (21), находящийся в контакте с внутренней поверхностью, и устройство подачи (23) электроэнергии. Пьезоэлектрический активный элемент (21) содержит цилиндр и вибратор. В качестве материала противообледенительного покрытия (13) выбраны полиуретановые или фторполиуретановые краски, смолы, или пластмассы, содержащие тефлон. Толщина (е) противообледенительного покрытия (13) составляет от 20 до 100 мкм. Достигается защита от обледенения входной кромки воздухозаборника мотогондолы и повреждения турбореактивного двигателя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится, в частности, к узлу входной кромки воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя.
Самолет приводится в движение одной или несколькими силовыми установками, каждая из которых содержит турбореактивный двигатель, установленный в трубчатой гондоле. Каждая силовая установка крепится к самолету посредством пилона, расположенного обычно под крылом или на фюзеляже.
В конструкции гондолы, как правило, имеются воздухозаборник, расположенный выше по потоку от турбореактивного двигателя, средняя часть, предназначенная для охвата вентилятора турбореактивного двигателя, и расположенная внизу по потоку задняя часть, в которой размещены устройства реверса тяги, и которая предназначена для охвата камеры сгорания турбореактивного двигателя, при этом гондола обычно оканчивается реактивным соплом, выпускное отверстие которого находится ниже по потоку от турбореактивного двигателя.
Воздухозаборник содержит, с одной стороны, входную кромку, выполненную для оптимального направления воздуха к турбореактивному двигателю для обеспечения работы вентилятора и внутренних компрессоров, а с другой стороны, расположенную внизу по потоку конструкцию, к которой присоединена входная кромка, и которая служит каналом, подающим воздух к лопастям вентилятора. Узел установлен перед кожухом вентилятора, относящимся к верхней по потоку части гондолы.
Во время полета, в зависимости от условий температуры и влажности, на наружной поверхности входной кромки воздухозаборника может образовываться лед. Наличие льда или инея изменяет аэродинамические характеристики воздухозаборника и мешает поступлению воздуха к вентилятору.
Одним из решений для устранения обледенения или заиндевения наружной поверхности является предотвращение образования льда на этой поверхности.
Так, практикуется выпускание горячего воздуха из компрессора турбореактивного двигателя и подача его на входную кромку воздухозаборника для обогрева стенок. Однако такое устройство предполагает наличие системы труб для переноса горячего воздуха между турбореактивным двигателем и воздухозаборником, а также системы удаления горячего воздуха с входной кромки воздухозаборника. Это приводит к нежелательному увеличению массы силовой установки.
В патенте № EP 1495963 предлагается разместить на внешней стенке входной кромки воздухозаборника резистивный нагревательный элемент. Эта технология предполагает нанесение поверх противообледенительного нагревательного элемента дополнительной противоэрозионной защиты.
Такое решение отличается рядом недостатков. Во-первых, средство противоэрозионной защиты ухудшает условия проведения обязательной финишной обработки поверхности наружной стенки входной кромки. К тому же, в результате только частичного нанесения покрытия на входную кромку воздухозаборника, появится неоднородность, негативно влияющая на аэродинамические обводы воздухозаборника. Наконец, наличие подобной системы увеличивает суммарную толщину входной кромки, что может отрицательно сказаться на эффективности гашения звука, связанную с толщиной входной кромки.
Также известна конструкция входной кромки воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, содержащая наружную и внутреннюю обшивки, между которыми размещен электрический нагревательный элемент.
Недостаток такой конструкции состоит в том, что для предотвращения образования на ней льда, на электрический нагревательный элемент требуется постоянная подача электроэнергии.
Задачей настоящего изобретения является создание узла входной кромки воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, обеспечивающего эффективную защиту от обледенения и заиндевения, не подвергая при этом турбореактивный двигатель опасности повреждения, не увеличивая массу гондолы, не ухудшая аэродинамические обводы и эффективность гашения звука, причем указанный узел не требует постоянной подачи электроэнергии.
Для решения этой задачи предлагается устройство по первому аспекту настоящего изобретения, относящееся к узлу входной кромки воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, имеющему внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность и средства защиты от обледенения, и отличающемуся тем, что эти средства защиты от обледенения содержат по меньшей мере на части наружной поверхности противообледенительное покрытие.
Под наружной поверхностью здесь понимается поверхность, подверженная образованию на ней атмосферного льда.
Под внутренней поверхностью здесь понимается поверхность, подверженная образованию на ней атмосферного льда.
Противообледенительное покрытие, называемое иногда ледофобным покрытием, позволяет предотвращать образование слоя льда или облегчать удаление уже образовавшегося слоя льда.
Таким образом, противообледенительное покрытие позволяет добиться того, что максимальная толщина слоя льда, нарастающего на наружной поверхности, не превышает 2 мм.
В то же время, противообледенительное покрытие имеет плохое сцепление со льдом, а это означает, что для разрушения образовавшегося ледяного слоя требуется меньше энергии, чем это обычно необходимо для разрушения льда, образующегося непосредственно на наружной поверхности. Следовательно, для удаления слоя атмосферного льда будет достаточно действия воздушного потока, образованного самолетом, или воздействующего на самолет во время полета.
Применение предлагаемого узла входной кромки заметно снижает образование льда, при этом появляющийся время от времени тонкий ледяной слой легко удалить.
Кроме того, вследствие тонкости слоя атмосферного льда, лед отделяется от наружной поверхности в форме небольших частиц толщиной порядка 2 мм, не представляющих опасности для турбореактивного двигателя.
Предпочтительно, чтобы наличие на наружной поверхности противообледенительного покрытия не приводило к утяжелению узла входной кромки.
Преимуществом является то, что, поскольку противообледенительное покрытие согласуется с аэродинамическими обводами наружной поверхности заявляемого узла входной кромки, наличие этого покрытия не оказывает негативного влияния на аэродинамические обводы и эффективность гашения звука у заявляемого узла входной кромки.
Отметим то преимущество, что для устранения обледенения не требуется постоянной подачи электроэнергии.
Согласно другим особенностям изобретения, заявляемая конструкция также отличается следующими возможными признаками, используемыми по отдельности или в любом возможном сочетании:
средства устранения обледенения дополнительно содержат легковесные вибрационные устройства, способные вызывать вибрацию наружной поверхности, в частности, это могут быть пьезоэлектрические исполнительные устройства, позволяющие эффективно разрушать и удалять лед без существенного увеличения массы гондолы турбореактивного двигателя;
указанные пьезоэлектрические исполнительные устройства содержат, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент и устройство подачи электроэнергии, что позволяет, причем без необходимости постоянной подачи электричества, разрушать наросший тонким слоем лед на подобные градинам частицы диаметром в несколько миллиметров, не представляющие опасности для турбореактивного двигателя;
противообледенительное покрытие также содержит один или несколько пьезоэлектрических активных элементов, что облегчает эксплуатацию заявляемого узла входной кромки;
по меньшей мере, один активный пьезоэлектрический элемент, в частности, содержащий цилиндр и диполь, находится в контакте с внутренней поверхностью, что позволяет точно настраивать вибрацию в зоне наружной поверхности;
чтобы обеспечить слабое сцепление покрытия со слоем атмосферного льда, для изготовления противообледенительного покрытия выбирают полиуретановые или фторполиуретановые краски, или смолы, например, полидиметилсилоксановые смолы, или пластмассы, содержащие тефлон;
толщина противообледенительного покрытия составляет от 20 до 100 мкм, что обеспечивает оптимальное соотношение между износостойкостью слоя противообледенительного покрытия, расположенного на наружной поверхности, весом, добавленным этим слоем, и себестоимостью;
по меньшей мере, часть узла входной кромки изготовлена из материала, содержащего композит или металл и наночастицы, способные придать поверхности узла входной кромки противообледенительные свойства, то есть способность предотвращать или существенного уменьшать образование слоя льда на этой поверхности.
Согласно второму аспекту, настоящее изобретение относится к гондоле турбореактивного двигателя, содержащей заявляемый узел входной кромки.
Далее изобретение раскрыто более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Приведенное описание не ограничивает области правовой охраны раскрываемого изобретения:
фиг.1 представляет собой схематичное изображение одного из вариантов заявляемого узла входной кромки;
фиг.2 представляет собой схематичное изображение другого варианта заявляемого узла входной кромки.
На фиг.1 показан заявляемый узел 1 входной кромки для гондолы турбореактивного двигателя (не показана).
Заявляемый узел 1 входной кромки содержит стенку 3, прикрепленную любыми известными средствами к стенкам 5 и 7 расположенной внизу по потоку конструкции гондолы турбореактивного двигателя. Расположенная внизу по потоку конструкция служит для того, чтобы должным образом подавать воздух к лопастям вентилятора (не показаны).
Стенка 3 имеет внутреннюю поверхность 9 и наружную поверхность 11.
Заявляемый узел 1 входной кромки содержит средство устранения обледенения, содержащее противообледенительное покрытие 13, по меньшей мере, на части наружной поверхности 11, например, на всей поверхности 11, как показано на фиг.1.
Толщина е противообледенительного покрытия 13 составляет, в частности, менее 500 мкм, предпочтительно от 20 до 100 мкм, в частности, от 40 до 80 мкм или даже от 50 до 70 мкм.
Толщина е противообледенительного покрытия 13 может быть постоянной по всей площади наружной поверхности 11.
Преимущество такой толщины в том, что она обеспечивает оптимальное соотношение между стойкостью покрытия 13 к разрушающему воздействию окружающей среды, увеличением веса, связанного с наличием покрытия, и стоимостью покрытия.
Как отмечено выше, во время полета самолета воздухозаборник иногда подвергается воздействию таких температур и влажностей, что на наружной поверхности 11 образуется слой 15 атмосферного льда.
Преимущество противообледенительного покрытия 13 состоит в том, что оно позволяет снизить силу сцепления между атмосферным льдом и наружной поверхностью 11, причем не требуется постоянная подача электричества.
В результате, когда на наружной поверхности 11 заявляемого узла входной кромки образуется атмосферный лед, он собирается на наружной поверхности 11 в виде тонкого слоя 15, максимальная толщина em которого не превышает 2 мм.
Преимущество заявляемого узла 1 входной кромки заключается в том, что он позволяет значительно снизить максимальную толщину em слоя 15 атмосферного льда, что облегчает разрушение слоя 15 и, соответственно, упрощает его удаление, вследствие чего во время полета не происходит увеличения массы воздухозаборника.
Более того, воздушный поток, образующийся во время эксплуатации самолета, будет достаточным для отделения слоя 15 атмосферного льда и удаления его в форме мелких частиц, равных по толщине слою 15 и не представляющих опасности для двигателя.
Согласно одному из вариантов настоящего изобретения, противообледенительное покрытие 13 включено в связующую матрицу, предназначенную для нанесения на наружную поверхность 11, образуя, таким образом, защитный слой.
Связующая матрица представляет собой, например, краску или смолу. В качестве примера можно привести эпоксидные материалы. Защитный слой может также содержать составы, отличные от противообледенительного покрытия 13, например, углерод, стекло или любой другой материал, способный повысить стойкость покрытия 13 к износу или удару.
Противообледенительное покрытие 13 подбирают так, чтобы предотвратить и/или уменьшить образование слоя атмосферного льда на подверженных обледенению конструкциях.
В качестве примера можно отметить, что противообледенительное покрытие 13 может быть изготовлено с применением красок, продающихся, например, под следующими торговыми марками: V-102e (виниловая смола, содержащая алюминиевый порошок, диизодецилфталат, метилизобутилкетон, толуол), V-103с (виниловая смола, содержащая газовую сажу, диизодецилфталат, метилизобутилкетон, толуол), V-766e (виниловая смола, содержащая диоксид титана и газовую сажу, диизодецилфталат, метилизобутилкетон, толуол, ортофосфорную кислоту), MIL-P-24441C (полиамидная эпоксидная смола), BMS 10-60 (полиуретановая смола), Envelon (смола на основе сополимера этилена и акриловой кислоты), Inerta160 (эпоксидный триметилгексаметилендиамин), InterluxBrightside (полиуретановая смола), Kiss-Cote (содержит силикон, в частности полиметилсилоксан), PSX-700 (содержит силоксан и эпоксидный полиуретан), SA-RIP-4004 (модифицированная насыщенная полиэфирная смола), Slip Plate #1 (смола, содержащая графит в смеси с минеральным спиртом), Troyguard (фторполимерная суспензия в смеси минерального спирта и акрил-уретана), Troyguard/BMS 10-60 (фторполимерная суспензия в смеси минерального спирта и полиуретана), Wearlon (содержит эпоксидный метилсилоксановый сополимер), WC-1-ICE (насыщенная фтором полиэфирная смола).
Предпочтительно, чтобы материал для покрытия 13 был выбран среди пластмасс, содержащих тефлон или фторполиуретановые смолы.
Предпочтительно, если нанесение противообледенительного слоя 13 приводит к особенно слабому сцеплению между слоем 15 льда и наружной поверхностью 11, и следовательно особенно эффективно позволяет снизить толщину слоя 15 льда и облегчить его удаление.
Согласно одному из предпочтительных вариантов изобретения, средства устранения обледенения также содержат легковесные вибрационные устройства, предпочтительно пьезоэлектрические исполнительные устройства, способные вызывать вибрацию наружной поверхности 11.
Возбуждение вибрации в заявляемом узле 1 входной кромки позволяет разрушить и удалить образовавшийся на наружной поверхности 11 слой 15 льда. В рамках настоящего изобретения, сила вибрации должна быть недостаточной для повреждения противообледенительного покрытия 13.
Таким образом, совместное использование противообледенительного покрытия 13 и вибрационных устройств позволяет добиться оптимальных условий для удаления атмосферного льда.
Кроме того, установка легковесных вибрационных устройств не приведет к значительному увеличению веса заявляемого узла 1 входной кромки.
Предпочтительно, чтобы возбуждение вибрации наружной поверхности 11 пьезоэлектрическими исполнительными устройствами приводило к разбиванию слоя 15 льда на мелкие, похожие на градины, частицы диаметром от 0,5 мм до 1 см, которые лишь с малой вероятностью могут нанести повреждения турбореактивному двигателю.
Таким образом, удаление льда при помощи комбинации противообледенительного покрытия 13 с пьезоэлектрическими исполнительными устройствами является менее опасным для турбореактивного двигателя по сравнению с известными противообледенительными системами.
Желательно, чтобы пьезоэлектрические исполнительные устройства содержали, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент и устройство подачи электроэнергии.
По меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент, используемый в рамках настоящего изобретения, не обязательно работает постоянно, а применяется по мере необходимости.
Согласно одному из предпочтительных вариантов, показанных на фиг.1, противообледенительное покрытие 13 также содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент. Указанный по меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент может быть, в частности, равномерно распределен по всей связующей матрице противообледенительного покрытия 13.
По меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент может быть подключен к источнику электроэнергии (не показан) через контакт со стенкой 3.
В одном из предпочтительных вариантов по меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент внедрен в связующую матрицу противообледенительного покрытия 13. Наличие по меньшей мере одного пьезоэлектрического активного элемента в противообледенительном покрытии 13 упрощает реализацию настоящего изобретения.
Для примера можно назвать краски, содержащие цирконат-титанат свинца (ЦТС), гели, или композитную структуру входной кромки, придающую входной кромке пьезоэлектрические свойства.
В одном из вариантов осуществления, по меньшей мере часть заявляемого узла (1) входной кромки изготовлена из материала, содержащего композит или металл и наночастицы, способные придать поверхности узла входной кромки противообледенительные свойства, то есть способность предотвращать или существенного уменьшать образование слоя льда на этой поверхности.
Согласно другому варианту изобретения, показанному на фиг.2, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент 21 находится в контакте с внутренней поверхностью 9 заявляемого узла входной кромки.
Количество пьезоэлектрических активных элементов, размещаемых в контакте, зависит от способности активного элемента вызывать вибрацию наружной поверхности 11.
Если в контакте с внутренней поверхностью 9 находятся несколько пьезоэлектрических активных элементов, в одном из вариантов осуществления они могут быть распределены равномерно.
Согласно другому варианту осуществления, показанному на фиг.2, в контакте с внутренней поверхностью 9 находится только один пьезоэлектрический активный элемент 21, что позволяет снизить нагрузку на внутреннюю поверхность 9.
Желательно, чтобы по меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент 21 содержал цилиндр и вибратор.
По меньшей мере один пьезоэлектрический активный элемент 21 независимо подключен к источнику электроэнергии (не показан) при помощи устройства подачи электроэнергии, например электрического кабеля 23.
Из двух этих примеров, не ограничивающих область правовой охраны раскрываемого изобретения, можно видеть, что вибрационные устройства не создают неоднородности аэродинамических обводов входной кромки воздухозаборника. В противном случае, такая неоднородность привела бы к ухудшению эффективности гашения звука и к увеличению потребления топлива.
Claims (8)
1. Узел (1) входной кромки воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, имеющий внутреннюю поверхность (9), наружную поверхность (11) и средства устранения обледенения, отличающийся тем, что средства устранения обледенения содержат противообледенительное покрытие (13), нанесенное на, по меньшей мере, часть наружной поверхности (11), причем связующая матрица противообледенительного покрытия (13) содержит, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент.
2. Узел (1) по п.1, отличающийся тем, что пьезоэлектрические исполнительные устройства содержат, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент (21) и устройство (23) подачи электроэнергии.
3. Узел (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один пьезоэлектрический активный элемент (21) находится в контакте с внутренней поверхностью (9).
4. Узел (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что пьезоэлектрический активный элемент (21) содержит цилиндр и вибратор.
5. Узел (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве материала противообледенительного покрытия (13) выбраны полиуретановые и фторполиуретановые краски, смолы, например, полидиметилсилоксановые смолы, или пластмассы, содержащие тефлон.
6. Узел (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть узла изготовлена из материала, содержащего композит или металл и наночастицы, способные придать поверхности узла входной кромки противообледенительные свойства.
7. Узел (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что толщина (е) противообледенительного покрытия (13) составляет от 20 до 100 мкм.
8. Гондола турбореактивного двигателя, содержащая узел (1) входной кромки по любому из пп.1-7.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR07/07380 | 2007-10-22 | ||
| FR0707380A FR2922522B1 (fr) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | Degivrage piezo-electrique d'une entree d'air |
| PCT/FR2008/001353 WO2009077666A2 (fr) | 2007-10-22 | 2008-09-29 | Degivrage piezo-electrique d'une entree d'air |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010119332A RU2010119332A (ru) | 2011-11-27 |
| RU2483000C2 true RU2483000C2 (ru) | 2013-05-27 |
Family
ID=39495050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010119332/11A RU2483000C2 (ru) | 2007-10-22 | 2008-09-29 | Пьезоэлектрическая противообледенительная система воздухозаборника |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8793970B2 (ru) |
| EP (1) | EP2209715B1 (ru) |
| CN (1) | CN101835686B (ru) |
| BR (1) | BRPI0818158A2 (ru) |
| CA (1) | CA2700187C (ru) |
| ES (1) | ES2392210T3 (ru) |
| FR (1) | FR2922522B1 (ru) |
| RU (1) | RU2483000C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009077666A2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602266C2 (ru) * | 2013-11-13 | 2016-11-10 | Эрбас Дифенс Энд Спейс Гмбх | Устройство и способ устранения обледенения и/или предотвращения образования льда и профильное тело и летательный аппарат с таким устройством |
| RU2603700C2 (ru) * | 2013-06-18 | 2016-11-27 | Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх | Способ и устройство для подавления образования льда на конструкциях в воздухозаборнике турбомашины |
| RU2724661C1 (ru) * | 2019-06-19 | 2020-06-25 | Кирилл Павлович Орлов | Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок |
| RU2748665C1 (ru) * | 2020-09-28 | 2021-05-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ удаления обледенения на аэродинамических поверхностях |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2949236B1 (fr) | 2009-08-19 | 2011-10-28 | Aircelle Sa | Procede d'implantation ionique pour la realisation d'une surface hydrophobe |
| US9029491B2 (en) | 2010-12-22 | 2015-05-12 | Teknologisk Institut | Repellent coating composition and coating, method for making and uses thereof |
| FR2971232B1 (fr) * | 2011-02-04 | 2013-01-18 | Aircelle Sa | Procede de fabrication d'une structure d'entree d'air de nacelle de turboreacteur |
| CN102431650B (zh) * | 2011-12-27 | 2015-08-19 | 东南大学 | 飞机翼型超声波辅助热气联合防除冰装置 |
| US20130299637A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | The Boeing Company | Ice protection for aircraft using electroactive polymer surfaces |
| FR2998921A1 (fr) * | 2012-12-03 | 2014-06-06 | Safran | Systeme de propulsion comportant un organe recouvert d'un revetement glaciophobe |
| FR3004165B1 (fr) | 2013-04-09 | 2015-03-27 | Aircelle Sa | Element d'aeronef necessitant un traitement contre le givre |
| CA2915496A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | General Electric Company | Flow surface |
| EP3289039A4 (en) * | 2015-04-27 | 2018-10-17 | The Regents of The University of Michigan | Durable icephobic surfaces |
| US9737916B2 (en) * | 2015-08-24 | 2017-08-22 | Lockheed Martin Corporation | Dynamic resonance system and method for the anti-icing and de-icing of inlet grids |
| CN108688824B (zh) * | 2017-04-10 | 2020-07-14 | 清华大学 | 发动机进气口除冰系统、内燃发动机及航空器 |
| WO2019190706A2 (en) | 2018-03-05 | 2019-10-03 | The Regents Of The University Of Michigan | Anti-icing surfaces exhibiting low interfacial toughness with ice |
| FR3092316B1 (fr) | 2019-02-01 | 2021-06-25 | Safran Aircraft Engines | Elément d’ensemble propulsif pour aéronef |
| FR3099915A1 (fr) * | 2019-08-13 | 2021-02-19 | Airbus Operations | Partie antérieure de nacelle d’un ensemble propulsif d’aéronef dont la lèvre d’entrée d’air est liée au panneau extérieur par emboitement |
| FR3123941A1 (fr) * | 2021-06-15 | 2022-12-16 | Safran Nacelles | Dégivrage d’une pièce d’un aéronef |
| FR3130754B1 (fr) | 2021-12-17 | 2024-05-10 | Safran Nacelles | Levre d’entree d’air pour une nacelle d’un ensemble propulsif d’aeronef |
| US20230242261A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | Meggitt Aerospace Limited | Piezo de-icing and anti-icing systems and methods |
| CN114506458B (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-05 | 中国民航大学 | 一种飞机怠速除冰危险区辨识与作业路径生成方法及系统 |
| CN115260990B (zh) * | 2022-07-26 | 2023-12-26 | 南京航空航天大学 | 依靠低界面韧性涂层的低能耗除冰材料及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2106966A (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-20 | Pennwalt Corp | Method and apparatus for ice prevention and deicing |
| EP0384597A1 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ice release composition, article and method |
| US5172024A (en) * | 1990-10-02 | 1992-12-15 | Thomson-Csf | Device for the removal of the ice formed on the surface of a wall, notably an optical or radio-electrical window |
| WO2002090459A1 (en) * | 2001-05-08 | 2002-11-14 | Danish Technological Institute Energy, Refrigeration And Heat Pump Technology | Ice nucleating non-stick coating |
| RU2279998C2 (ru) * | 2002-11-18 | 2006-07-20 | Открытое акционерное общество "Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина" | Воздухозаборник двигателя летательного аппарата |
| EP1715159A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-25 | Rohr, Inc. | Aircraft engine nacelle inlet having access opening for electrical ice protection system |
| EP1734090A2 (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-20 | United Technologies Corporation | Erosion resistant anti-icing coatings |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3549964A (en) * | 1968-03-01 | 1970-12-22 | Levin Igor A | Device for deicing surfaces of thin-walled structures |
| US4545553A (en) * | 1983-02-25 | 1985-10-08 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Piezoelectric deicing device |
| US4732351A (en) * | 1985-03-21 | 1988-03-22 | Larry Bird | Anti-icing and deicing device |
| US4775118A (en) * | 1985-11-26 | 1988-10-04 | The Boeing Company | Ice detecting system |
| US5206806A (en) * | 1989-01-10 | 1993-04-27 | Gerardi Joseph J | Smart skin ice detection and de-icing system |
| US5074497A (en) * | 1989-08-28 | 1991-12-24 | The B. F. Goodrich Company | Deicer for aircraft |
| US5129598A (en) * | 1989-12-22 | 1992-07-14 | B. F. Goodrich Co. | Attachable electro-impulse de-icer |
| US5609314A (en) * | 1994-06-02 | 1997-03-11 | The B. F. Goodrich Company | Skin for a deicer |
| US5686003A (en) * | 1994-06-06 | 1997-11-11 | Innovative Dynamics, Inc. | Shape memory alloy de-icing technology |
| US5562265A (en) * | 1994-10-13 | 1996-10-08 | The B. F. Goodrich Company | Vibrating pneumatic deicing system |
| US5782435A (en) * | 1995-05-24 | 1998-07-21 | Cox & Company, Inc. | Electro-magnetic expulsion de-icing system |
| US7588212B2 (en) | 2003-07-08 | 2009-09-15 | Rohr Inc. | Method and apparatus for noise abatement and ice protection of an aircraft engine nacelle inlet lip |
| DE102004060675B4 (de) * | 2004-12-15 | 2024-06-20 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Enteisung von Fluggeräten |
| FR2898869B1 (fr) * | 2006-03-24 | 2008-12-12 | Aircelle Sa | Levre d'entree d'air de nacelle a degivrage electrique |
| FR2928346B1 (fr) * | 2008-03-05 | 2011-09-16 | Hutchinson | Systeme et procede d'antigivrage/degivrage et structure d'aeronef incorporant ce systeme. |
-
2007
- 2007-10-22 FR FR0707380A patent/FR2922522B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-09-29 CA CA2700187A patent/CA2700187C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2008-09-29 ES ES08861630T patent/ES2392210T3/es active Active
- 2008-09-29 CN CN200880112564.7A patent/CN101835686B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-09-29 RU RU2010119332/11A patent/RU2483000C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-09-29 BR BRPI0818158 patent/BRPI0818158A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2008-09-29 EP EP08861630A patent/EP2209715B1/fr active Active
- 2008-09-29 WO PCT/FR2008/001353 patent/WO2009077666A2/fr active Application Filing
- 2008-09-29 US US12/738,960 patent/US8793970B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2106966A (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-20 | Pennwalt Corp | Method and apparatus for ice prevention and deicing |
| EP0384597A1 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ice release composition, article and method |
| US5172024A (en) * | 1990-10-02 | 1992-12-15 | Thomson-Csf | Device for the removal of the ice formed on the surface of a wall, notably an optical or radio-electrical window |
| WO2002090459A1 (en) * | 2001-05-08 | 2002-11-14 | Danish Technological Institute Energy, Refrigeration And Heat Pump Technology | Ice nucleating non-stick coating |
| RU2279998C2 (ru) * | 2002-11-18 | 2006-07-20 | Открытое акционерное общество "Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина" | Воздухозаборник двигателя летательного аппарата |
| EP1715159A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-25 | Rohr, Inc. | Aircraft engine nacelle inlet having access opening for electrical ice protection system |
| EP1734090A2 (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-20 | United Technologies Corporation | Erosion resistant anti-icing coatings |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603700C2 (ru) * | 2013-06-18 | 2016-11-27 | Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх | Способ и устройство для подавления образования льда на конструкциях в воздухозаборнике турбомашины |
| RU2602266C2 (ru) * | 2013-11-13 | 2016-11-10 | Эрбас Дифенс Энд Спейс Гмбх | Устройство и способ устранения обледенения и/или предотвращения образования льда и профильное тело и летательный аппарат с таким устройством |
| RU2724661C1 (ru) * | 2019-06-19 | 2020-06-25 | Кирилл Павлович Орлов | Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок |
| WO2020256587A1 (ru) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Кирилл Павлович ОРЛОВ | Способ защиты от обморожения теплообменника холодильных и вентиляционных установок |
| RU2748665C1 (ru) * | 2020-09-28 | 2021-05-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ удаления обледенения на аэродинамических поверхностях |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2392210T3 (es) | 2012-12-05 |
| RU2010119332A (ru) | 2011-11-27 |
| EP2209715B1 (fr) | 2012-08-01 |
| WO2009077666A2 (fr) | 2009-06-25 |
| US20110011056A1 (en) | 2011-01-20 |
| US8793970B2 (en) | 2014-08-05 |
| FR2922522B1 (fr) | 2010-04-16 |
| FR2922522A1 (fr) | 2009-04-24 |
| EP2209715A2 (fr) | 2010-07-28 |
| CA2700187C (fr) | 2016-05-10 |
| CN101835686A (zh) | 2010-09-15 |
| BRPI0818158A2 (pt) | 2015-04-07 |
| CA2700187A1 (fr) | 2009-06-25 |
| WO2009077666A3 (fr) | 2009-08-20 |
| CN101835686B (zh) | 2014-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2483000C2 (ru) | Пьезоэлектрическая противообледенительная система воздухозаборника | |
| CA2870942C (en) | Device and method for anti-icing and/or de-icing as well as profile body and aerospace comprising such a device | |
| US8435003B2 (en) | Apparatus for preventing ice accretion | |
| US6725645B1 (en) | Turbofan engine internal anti-ice device | |
| US10351247B2 (en) | Wing and anti-icing system | |
| WO2018071073A1 (en) | Non-newtonian materials in aircraft engine airfoils | |
| US20120028055A1 (en) | Composite article having protective coating | |
| US20180009201A1 (en) | Foam based non-newtonian materials for use with aircraft engine components | |
| US11767097B2 (en) | Acoustic noise suppressing ducted fan propulsor mounting arrangement and treatments | |
| US11148787B2 (en) | Aircraft propulsion system comprising a member covered with a grooved structure | |
| US10214293B2 (en) | Aircraft element requiring an anti-frost treatment | |
| US7992823B2 (en) | Ice shed reduction for leading edge structures | |
| US20210156305A1 (en) | Aircraft part anti-icing treatment method | |
| Tian et al. | An experimental study to evaluate hydro-/ice-phobic coatings for icing mitigation over rotating aero-engine fan blades | |
| Soltis | Design and testing of an erosion resistant ultrasonic de-icing system for rotorcraft blades | |
| Jingxin et al. | Experimental Investigation of Super-hydrophobic/Electro-thermal Synergistically Anti-icing/De-icing Strategy in Ice Wind Tunnel. | |
| Liu et al. | An experimental study on the transient heat transfer and dynamic ice accretion process over a rotating UAS propeller | |
| JP2017002269A (ja) | 混合塗料、翼、および防除氷システム | |
| CN103722850A (zh) | 一种飞机发动机吊架前缘组件 | |
| Piscitelli et al. | Effect of Surface Modification on the Hybrid Ice Protection Systems Performances | |
| Kudo et al. | Preliminary study of thermal protection system of a single-stage-to-orbit plane. II | |
| Tepylo | A coupled icephobic coating and piezoelectric actuator system for aircraft de-icing applications | |
| Tu et al. | Experimental Study on the Effects of Substrate Hydro-/Icephobicity on Ice Mitigation and Ice Shedding during the Dynamic Icing Process over the Rotating Propeller of an Unmanned-Aerial-Vehicle | |
| CN103612460B (zh) | 一种机头前缘组件 | |
| CN103625055A (zh) | 一种含涂层翼尖小翼前缘 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160930 |