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_3

文档序号:8310593阅读:来源:国知局
[0065]此外,冰形成在轮廓体(例如翼部轮廓)的表面上还可借助于压电执行器(其可用于使表面变形)例如通过谐振频率的偏移或通过改变的振动模式来探测。
[0066]就此而言,所使用的加热元件和执行器还可用作传感器。因此,附加的传感器是可有可无的;且可进一步节省重量。
【附图说明】
[0067]下面借助附图进一步阐述本发明的实施例。其中: 图1以飞机的示例显示了飞行器的示意性的部分切去的图示,其中,飞行器的流线型轮廓体的前缘(例如尤其机翼和尾翼的鳍状部)设有用于除冰和/或避免结冰的装置;
图2在沿着图1的线I1-1I的截面中显示了通过例如用于形成图1的飞行器的机翼的流线型轮廓体的示意性的、部分透视性的、部分切去的图示,其中,轮廓体设有用于除冰和/或避免结冰的装置;
图3以示意性的截面图示显示了在散热装置没有运行的情况下通过图2的带有用于除冰和/或避免结冰的装置的轮廓体的前缘的剖面;以及
图4显示了在散热装置运行的情况下例如在图3中的图示;
图5显示了在散热装置运行的情况下图3或尤其图4的详细截面,散热装置由绝缘围罩围住,以便避免热散发到轮廓体的内部区域处且尤其以便在用于可将有针对性地线状地导入的热散发到轮廓体的表面中的围罩中产生蓄热;
图6在第一运行模式中显示了带有用于除冰和/或避免结冰的已知的装置的轮廓体的前缘;以及
图7显示了可与图6相比较的图示,其中,已知的装置在另一运行模式中运行。
[0068]参考标号列表
10用于除冰和/或避免结冰的装置
12散热装置
13热源
14表面区域
15绝缘围罩
16飞行器
18轮廓体
20飞机
22翼部
24尾翼鳍状部
25推进装置入口
26前缘
28散热线
30冰
32应断线
34停滞线
36流线型轮廓
38第一区段
39第二区段
40变形装置
42表面涂层
44混合式除冰系统
46电热系统
48加热丝 49粘接连接部
50环氧树脂基体
52机电式除冰系统
54第一压电执行器
55第二压电执行器
56第一变形单元
57第二变形单元
60冰层的第一组分
61冰层的第二组分
100用于除冰和/或避免结冰的装置
102散热装置
104表面区域
106飞行器
108轮廓体
110加热垫
112前缘
114停滞线
116电热式除冰系统
118 冰。
【具体实施方式】
[0069]下面借助在图1和2中的图示进一步阐述用于在飞行器16的表面区域14处除冰和/或避免结冰的装置10。
[0070]在图1和2中的图示仅仅示出了实施例。可实现装置10的很多其他的不同的设计方案。
[0071]图1显示了呈飞机20的形式的飞行器16。飞机20相应具有由轮廓体18形成的翼部22、尾翼鳍状部24和推进装置入口 25。在围绕轮廓体18翼部22以及尾翼鳍状部24和推进装置入口 25的前缘26的区域中存在表面区域14,在飞行中冰可积累在表面区域14处。
[0072]为了消除冰,飞行器16具有用于在相应的表面区域14处除冰和/或避免结冰的装置10。装置10具有散热装置12以用于将热散发到表面区域14处。
[0073]然而,不同于例如在图6和7中显示的现有技术,散热装置12并非构造成用于大面积的散热,而是构造成沿着散热线28线状散热。通过沿着散热线28的线状的散发,积累在表面区域14处的冰30可线状地削弱且沿着散热线28分开。就此而言,散热装置12构造成形成用于冰30的应断部位或应断线32。
[0074]在优选的设计方案中,散热装置12如此构造,即,热沿着相应的轮廓体18的相应的流线型轮廓36的最外部的前缘26且尤其沿着停滞线34线状地散发。停滞线34为这样的线,其使流线型轮廓36的滞点彼此相连接,或换句话说为在流线型轮廓36处的这样的线,在其处在相应的空气绕流(在图3和4中通过箭头和速度矢量V示出)的情况下在流方面朝两侧更确切地说朝上且朝下分开。在飞行中沿着停滞线34形成最高的压力。
[0075]在优选的设计方案中,散热装置12具有长形的热源13。在进一步优选的设计方案中,热源13由绝缘围罩15包围,其防止热散发到轮廓体18的内部区域中且此外在绝缘围罩15之内产生蓄热,由此可将散发的热有针对性地线状地导入到轮廓体18的表面中。
[0076]此外,装置10具有用于在表面区域14的通过散热线28或停滞线34划分的区段38,39中或处除去冰和/或避免积冰的配置。
[0077]在一可行的设计方案中,变形装置40设置成使表面区域14的相应的部分或区段38、39变形。
[0078]在另一可行的设计方案中,在表面区域14处设置有表面涂层42以用于减小冰附着力。
[0079]特别优选地,不仅设置有变形装置40,而且设置有降低冰附着力的表面涂层42,如在图2中显示的实施方式为这种情况。
[0080]根据一优选的设计方案,装置10构造为混合式除冰系统44,其在使用至少两个原理的情况下执行去冰或避免结冰。
[0081]优选地,散热装置12通过电热系统46来构造,其构造为混合式除冰系统44的子系统。
[0082]在一优选的设计方案中,散热装置12具有作为热源13的加热丝48以用于在轮廓36的停滞线34处以限定的方式形成应断部位。
[0083]对此,如可尤其由图2可见的那样,为了将装置10设立在轮廓体18 (其例如用于形成翼部22或形成尾翼鳍状部24)的前缘26的区域中,沿着轮廓36的停滞线34安装电热式加热丝48。在优选的设计方案中,加热丝48嵌入到包含固定材料的基体(例如尤其环氧树脂基体50)中。代替使用嵌入基体,加热丝48还可利用薄的薄膜胶粘剂固定在轮廓36的内侧处。将带有纤细的圆形截面的单股的外罩加热导体(Mantelheizleiter)用作优选的加热丝48。备选地,还可将碳纤维线(Kohlefaserkordel,未示出)用作加热元件。碳纤维线例如可浸润有环氧树脂且例如利用玻璃层缠绕以用于电绝缘。
[0084]如尤其可在图5中看出的那样,加热丝48由绝缘围罩15包围。在优选的设计方案中,绝缘围罩15由起绝缘作用的材料实现,且在明确优选的设计方案中,围罩由Kapton来实施。绝缘围罩的凹处仅实施在粘接部(粘接连接部49)的区域中,其使加热丝48与轮廓体的表面的内侧材料配合地相连接。
[0085]因此,除了狭窄的区域(在该处,热源13优选材料配合地与轮廓体18的内侧相连接)之外,绝缘围罩15在热源13的整个周围上包围热源13。在该连接区域中,绝缘围罩切口状地留下凹口。
[0086]如可进一步在图5中看出的那样,粘接连接部49在优选的设计方式中围绕轮廓体18的滞点(停滞线34)具有在0.5mm与1.5mm之间的范围中的长度I,而在一明确地很好的设计方式中具有大约0.8mm的长度。在优选的设计方式中,粘接连接部49具有的厚度d为0.2mmο
[0087]通过绝缘外罩15的凹处和在此设置的粘接连接部限定和限制线状的散热区域(散热线28)。因此可实现热受限地散发到非常狭窄的区域(其小于5_,优选在0.2_与4mm之间,更优选地在0.5mm与1.5mm之间且最优选地为从约0.8mm至约1.0mm)上。
[0088]然而,代替加热丝48,散热装置12还可利用压电执行器,其例如高频地来操控且因此不仅散发热能,而且散发机械能。没有加热丝48的、在此未进一步示出的其他的设计方案的这种压电执行器应如此构造,即,其使热沿着散热线28如此散发使得形成应断部位。在此还设置成所限定的热受限地散发到带有上面说明的优选的宽度(相应于粘接连接部49的长度I)的散热线上。
[0089]在进一步优选的设计方案中,装置10除了散热装置12之外还具有作为混合式除冰系统44的其他的子系统的机电式除冰系统52。机电式除冰系统52可看作变形装置40的示例。优选地,机电式除冰系统52具有至少一个压电执行器54。
[0090]特别优选地,变形装置40和其机电式除冰系统52具有第一变形单元56和第二变形单元57。第一变形单元56用于在散热线28的第一侧部上使表面区域14的第一区段38变形。对于在图2中示出的示例,此处轮廓体18为翼部22的一部分,第一区段38例如为包围前缘26的表面区域14的处在停滞线34之上的区段。相应地,在示出的示例中,可通过第二变形单元57变形的第二区段39应为前缘表面区域14的处在停滞线34之下的区段。
[0091]相应地,机电式除冰系统52优选具有至少两个压电执行器54、55,即,用于第一变形单元56的至少一个第一压电执行器54和用于第二变形单元57的至少一个第二压电执行器55。
[0092]相应地,例如为了建立机电式除冰系统52,设置成在流线型轮廓36的前缘26的区域(例如翼部22、尾翼鳍状部或推进装置入口 25的
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