用于除冰和/或避免结冰的装置、方法和轮廓体和飞行器的制造方法_2

文档序号:8310593阅读:来源:国知局
的范围中的线宽度的限定的线状的散热区域中散发热。
[0024]优选地,线状的散热区域以其纵向方向沿着飞行器的待除冰的或需保持成无冰的轮廓体的滞点线延伸。优选地,滞点线基本上居中地处在线状的散热区域中。
[0025]优选的是,散热装置粘结在轮廓体的表面的内侧处通过材料配合的连接(尤其粘接连接)来实施。在一优选的设计方式中,连接部(例如尤其粘接连接部)围绕轮廓体的滞点具有在在0.5mm与1.5mm之间的范围中的长度,且在一明确很好的设计方式中具有0.8mm的长度。在一优选的设计方式中,粘接连接部具有0.2mm的厚度。
[0026]优选的是,散热装置具有优选线状的热源。优选的是,热源由绝缘围罩围住,以便降低或防止热辐射到轮廓体的内部区域中。在优选的设计方式中,绝缘围罩例如由Kapton来实施,其具有很低的导热性和因此很好的绝缘效果。在一备选的设计方式中,绝缘围罩还可由另一极其隔热的材料或多种不同的极其隔热的材料来实施。此外,通过热源的绝缘围罩在围罩之内实现散热的聚束,由此可将热线状地引入到轮廓体的表面中。蓄热的由此产生的效应附加地引起能量降低。绝缘围罩优选具有线状的凹处以用于形成散热线。
[0027]优选的是,装置构造为用于借助于热能和机械能除冰和/或避免结冰的混合式装置。
[0028]装置的一优选的设计方案包括变形装置以用于使表面区域的表面的至少一部分变形。
[0029]优选的是,散热装置具有至少一个优选长形的热源和用于热源的绝缘围罩以用于避免热辐射至不同于散热线的区域处。
[0030]优选的是,变形装置具有至少一个压电执行器或压电执行器的组件以用于使表面区域的表面变形。
[0031]在另一优选的设计方案中,变形装置可具有至少一个惯性力发生器(Inertialkraftgenerator)或惯性质量振动器(Inertialmassenschwinger)。附加地或备选于至少一个压电执行器,可设置惯性力发生器或惯性质量振动器。
[0032]优选的是,散热装置含有绝缘围罩,其防止通过热源(例如加热丝)的面状散布的热散发到轮廓体的表面中
优选的是,散热装置含有绝缘围罩,其防止通过加热丝散发的热辐射到轮廓体的内部区域中,以便产生线状地导入到轮廓体的表面中的蓄热。
[0033]优选的是,设置有冰探测装置,其构造成借助通过散热装置和/或至少一个执行器获得的信息探测冰的积累。
[0034]优选的是,至少一个压电执行器构造为d33堆执行器(Stapelaktuator)。
[0035]优选地,至少一个执行器(尤其至少一个压电执行器)在使用在翼部的轮廓处时的伸展方向在翼展方向上取向。伸展方向尤其以至少一个方向分量在散热线的方向上取向。
[0036]优选的是,压电执行器和/或加热丝或加热元件可用于探测表面上的积冰。为此尤其设置有探测装置,其可借助通过利用该元件获得的参数探测是否存在冰的积累。
[0037]根据本发明的装置的散热装置构造成以线状形状散热,以便因此产生积累在表面区域上的冰的应断部位或应断线。因此,散热装置构造成沿着散热线散热。根据能量利用,沿着散热线形成位于其上的冰的削弱部,从而可使冰裂开,或沿着散热线完全没有形成冰,从而冰最多可形成在表面区域的通过散热线分开的区段处。在此,散热线优选在宽度方向上具有尽可能小的延伸部。线宽度例如最大应为5mm,优选地,显著更窄的散热线在0.2mm至3mm的范围中,更优选地在0.5mm至1.5mm的范围中,且最优选地为大约0.8mm。在最小的宽度延伸部的情况下,有针对性地线状地散发热。冰的裂开便已足够;剩下的冰残留物可能量高效地机械地除去。
[0038]在根据本发明的装置的一特别优选的设计方案中,变形装置具有在表面区域的第一区段上的第一变形单元和在通过散热线与第一区段分开的第二表面区域上的第二变形单元。
[0039]优选地,变形装置包括:在散热装置的散热线的第一侧部上的第一变形单元,其用于使表面区域的位于第一侧部上的第一区段变形;和在散热线的第二侧部上的第二变形单元,其用于使表面区域的位于第二侧部上的第二区段变形。
[0040]在一特别优选的设计方案中,装置包括用于表面区域的降低冰附着力的表面涂层O
[0041]优选的是,散热装置作为线状的热源具有至少一个加热丝和/或至少一个压电执行器,其如此构造和设立,即,其可线状地散热。
[0042]优选的是,散热装置的热源由绝缘围罩围住,以便防止热辐射到轮廓体的内部区域中和/或以便产生蓄热,借助于其可线状地将热引入到轮廓体的表面中。
[0043]根据另一方面,本发明提供了用于飞行器的流线型轮廓体,包括根据本发明或其有利的设计方案的用于除冰和/或避免结冰的装置。
[0044]优选地,轮廓体的一优选的设计方案的特征在于,为了沿着轮廓体的停滞线或在轮廓体的停滞线附近和/或沿着轮廓体的前缘产生应断部位或应断线,散热装置构造成线状散热。
[0045]在轮廓体中同样优选的是,设置有变形装置,借助于其可使轮廓体的包围轮廓体的停滞线和/或前缘的表面区域的至少一部分变形以用于除去冰。
[0046]特别优选地,变形装置具有用于使表面区域的第一区段变形的第一变形单元和用于使表面区域的第二区段变形的第二变形单元,其中,区段优选通过轮廓体的停滞线和/或前缘彼此分开。
[0047]优选的是,包围轮廓体的停滞线和/或前缘的表面区域设有降低冰附着力的表面涂层。
[0048]优选的是,表面区域设有具有纳米结构的表面和/或疏水的表面,尤其超级疏水的表面。
[0049]根据另一方面,提供了这样的飞行器,其带有根据本发明或其有利的设计方案的装置或根据本发明的另一方面或其有利的设计方案的流线型轮廓体。
[0050]根据另一方面,本发明提供了用于通过将热能引入至表面区域处为飞行器的表面区域除冰和/或避免在飞行器的表面区域处结冰的方法,其特征在于将热沿着线引入至表面区域处,以便在积累在表面区域处的冰或累积在此的水滴积累部中形成应断线或分开线。
[0051]优选是,用于通过将热能有针对性地引入至限定的表面区域处为飞行器的表面区域除冰和/或避免在飞行器的表面区域处结冰的方法,其特征在于将热沿着线引入至表面区域处,以便在积累在表面区域处的冰中或在累积在表面区域处的水滴积累部中形成应断线或分开线。
[0052]此外,方法的一优选的设计方案包括以下步骤:
尤其借助于压电执行器使表面区域变形,以便使冰沿着应断线裂开和/或以便除去沿着应断线裂开的冰和/或以便除去累积的水滴。
[0053]方法的另一优选的设计方案包括另一步骤:
设有或表面区域设置成带有降低冰附着力的表面涂层和/或降低冰附着力的表面特性。
[0054]本发明基于这样的思想,将热沿着散热线散发至待除冰的或需保持成无冰的表面区域处。优选地,使热沿着停滞线或滞点线或在停滞线或滞点线附近散发。因此,且在特别优选的设计方案中通过构造成线状散热的散热装置的热源的绝缘性的围罩可以相对很少的能量输入在仍然累积的水滴积累部或积冰之间提供应断线或分开线。因此,相应处在散热线那边的积冰可更简单地除去。
[0055]特别优选地,装置构造为混合式除冰系统。构造为混合式除冰系统的装置使得能够实现对在飞行中累积的冰进行特别能量高效地除冰。
[0056]在装置的一优选的设计方案中,混合系统由此实现:
a)有针对性地使用热能-尤其通过加热丝,更多地尤其通过由绝缘围罩(大部分地,除了用于形成散热线的凹处之外)包围的加热丝或其他的适合于线状散热的热源,且结合
b)优选通过一个或多个压电执行器和/或一个或多个惯性力发生器或惯性质量振动器使待除冰的表面变形,此外,特别优选地结合
c)降低冰附着力的表面涂层-例如借助于具有纳米结构的、超级疏水的表面,例如借助于 Hydrobead。
[0057]在特别优选的设计方案中,用于除冰和/或避免结冰的装置由混合式系统形成,其通过包括电热系统、机械系统以及表面涂层的三个子系统的组合形成。所有三种措施的组合已经证实为特别能量高效和最有效的解决方案。
[0058]但线状的散热部与其他的子系统中的仅仅一个(机械式变形部或表面涂层)的组合相对于已知的除冰系统同样提供已经显著的能量优点。
[0059]同样,使用沿着预定的散热线的线状的散热本身已经对于除冰来说是引人注意的。
[0060]特别优选地,为了机械地除去积累的冰,设置有压电执行器以用于使表面区域变形。
[0061]特别引人注意的是,组合线状地散发热的散热装置(例如尤其借助于加热丝,其在特别优选的设计方案中由绝缘围罩包围)与相应的表面变形(例如尤其通过压电执行器来变形)。如此的组合使得能够实现机械地从表面松开的冰不是进一步通过流的气体动力学的的力压紧在表面处,而是尤其通过在滞点处热引入的点状的应断部位(在二维观察时)或通过在停滞线处热引入的线状的应断部位在翼展方向上(在三维观察时)完全除去。
[0062]根据本发明的装置(尤其在作为混合式系统的设计方案中)的其他的优点是装置的更小的结构空间以及重量的降低。
[0063]尤其当装置在结构上集成到轮廓体(例如飞行器的翼部轮廓)中时,不存在运动的部件,由此可期望很高的使用寿命。
[0064]此外,使用加热丝是优选的。加热丝还在传感技术方面具有优点。现有的加热丝还可用作温度传感器。
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