Устройство для удаления льда с обшивки летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к противообледенительным системам, принцип работы которых основан на преобразовании электрической энергии в механическую, и может быть использовано в устройствах для удаления льда на внешних поверхностях летательного аппарата . Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем увеличения усилия деформации льда за счет уменьшения магнитного поля рассеяния . Устройство содержит три слоя металлизированной пленки 15. металлизация 16 каждого слоя соединена в точках 11 и 13 в первом элементе и в точках 12 и 14 во вто4- ром элементе. Первый и второй элементы соединены между собой в точках 11 и 12, а точками 13 и 14 подключены к выпрямительному зарядному устройству 5. При разряде накопительного конденсатора на последовательно соединенные элементы 1 и 2 создается электродинамическая сила, отталкивающая элементы 1 и 2 друг от друга. Происходит упругая деформация листа, полость при этом расширяется и слой льда разрушается. После окончания импульса тока электропроводящие элементы 1 и 2 возвращаются в исходное состояние под действием атмосферного давления на полость и упругих свойств электроизоляционного листа, 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) ((() (51)s В 64 О 15/16

ГОСУДАРСТВЕ1НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ СССР) мсбй63НЦ

" Ж%йау

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

>i "A

1

00 (1

Фиг 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807444/23 (22) 29,03.90 (46) 23,06.93. Бюл. М 23 (71) Московский машиностроительный завод "Скорость" (72) Б.Г,Титов (56) Патент CLUA N 4678144, кл. 244 — 134, 1987.

Патент США М 4690353, кл. 244-134, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА С

ОБШИВКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к авиационной технике, а именно к противообледенительным системам, принцип работы которых основан на преобразовании электрической энергии в механическую, и может быть использовано в устройствах для удаления льда на внешних поверхностях летательного аппарата. Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем увеличения усилия деформации льда за счет уменьшения магнитного поля рассеяния. Устройство содержит три слоя металлизированной пленки 15, металлизация 16 каждого слоя соединена в точках 11 и 13 в первом элементе и в точках 12 и 14 во втдром элементе. Первый и второй элементы соединены между собой в точках 11 и 12, а точками 13 и 14 подключены к выпрямительному зарядному устройству 5. При разряде накопительного конденсатора на последовательно соединенные элементы 1 и 2 создается зле ктродинамическая сила, отталкивающая элементы 1 и 2 друг от друга.

Происходит упругая деформация листа, пОлость при этом расширяется и слой льда разрушается. После окончания импульса тока электропроводящие элементы 1 и 2 возвращаются в исходное состояние под действием атмосферного давления на полость и упругих свойств электроизоляционного листа. 3 ил.

1822831

45

55

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к противообледенительным системам, принцип работы которых основан на преобразовании электрической энергии в механическую, и может быть использовано в устройствах для удаления льда с обшивки летательного аппарата.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем увеличения усилия деформации льда за счет уменьшения магнитного поля рассеяния.

На фиг.1 дана блок-схема устройства; на фиг.2 и 3 — устройство в сечении соответственно вдоль и перпендикулярно продольной оси электропроводящего элемента.

Устройство для удаления льда с обшивки летательного аппарата содержитдва гибких электропроводящих элемента, соответственно 1 и 2, заделанных внутри упругого электроизоляционного листа 3, укрепленного на обшивке 4 летательного аппарата с ее внешней стороны, и блок 5 питания, При этом первый электропроводящий элемент 1 расположен около (внешней) поверхности 6 листа 3, а второй электропроводящий элемент 2 — около второй поверхности 7 листа 3, совмещенной с обшивкой 4, - Электропроводящие элементы 1 и 2 полностью перекрывают друг друга. Между электропроводящими элементами 1 и 2 расположены соответственно участки 8 и 9 электроизоляцмонного листа 3. обеспечивающие электрическую изоляцию этих элементов друг от друга, между участками 8 и 9 листа 3 предусмотрена герметическая полость 10. В состав блока 5 питания входят накопительный конденсатор 11, подключенный к выпрямительно-зарядному устройству этого блока, и ключ 12, в качестве которого может использоваться, например, тиристор. Одни противолежащие выводы 13 и 14 электропроводящих элементов соответственно 1 и 2 соединены вместе, а другие выводы соответственно 15 и 16 этих элементов подключены через ключ 12 к накопительному конденсатору 11. При таком включении токи в этих элементах протекают в противоположных направлениях.

Электропроводящие элементы 1 и 2 выполнены слоистыми, например в форме шин прямоугольного сечения, с чередующимися слоями злектроизоляционной пленки 17 и металла 18, причем эти слои расположены вдоль каждого электропроводящего элемента параллельно его широкой стороне.

Электропроводящие элементы 1 и 2 обращены друг к другу также широкой стороной.

Электропроводящие элементы 1 и 2 могут быть разделены на секции (на фиг.2 условно показаны 3 секции 19, 20 и 21, на фиг.1 секции условно не представлены).

Электропроводящие слои металла 18 элементов 1 и 2, выполненные в форме полос, взаимно перекрывают друг друга по своей широкой стороне. Электроизоляционный лист 3 может быть изготовлен из полиуретана, Электроизоляционная пленка 17 изготавливается, например, на основе полимида толщиной 5 мкм, Слой металла 18 в виде полос напыляется на пленку в вакууме или наносится методом электрохимического осаждения толщиной, например, 5 мкм. Затем пленка 17 с нанесенными полосами металла 18 набирается в пакет и запрессовывается внутри электроизоляционного листа 3. Снижению величины вихревых токов способствует уменьшение толщины слоя металла 18, при этом увеличивается число слоев проводящего элемента.

На фиг.2 и 3 показана конструкция устройства, содержащая условно 3 слоя пленки

17 с нанесенным слоем металла 18. Полосы металла 18 слоев электропроводящего элемента 1 соединяются между собой в точках

13 и 15, а элемента 2 — в точках 14 и 16. Для изготовления токопроводящих полос может использоваться медь, серебро и другие металлы.

Устройство работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала на ключ 12, т.е. на управляющий электрод тиристора происходит разряд накопительного конденсатора 11 на цепь, состоящую из последовательно включенных электропроводящих элементов 1 и 2. Протекающие при этом токи через электропроводящие элементы 1 и 2 имеют противоположное направление. При взаимодействии электромагнитных полей, возникающих при прохождении тока через электропроводящие элементы. создается электродинамическая сила, отталкивающая элементы 1 и 2 друг от друга и направленная по нормали к внешней стороне 6 злектроизоляционного листа 3. Происходит упругая деформация листа 3, полость 10 при этом расширяется и слой льда испытывает давление, оказываемое на него листом 3. Если величина этого давления в импульсе превышает величину динамической прочности льда, он разрушается и поддействием аэродинамического напора удаляется с поверхности летательмого аппарата. В герметической полости

10 при ее расширении возникает разрежение.

По окончании импульса тока благодаря упругим свойствам электроизоляционного листа 3 и под действием атмосферного двв1822831 ления на полость 10 электропроводящие элементы 1 и 2 возвращаются в исходное состояние, остаточные деформации отсутствуют.

Силовые линии магнитного поля рассеяния, создаваемого, например, электропроводящим элементом 1 при прохождении по нему тока разряда накопительного конденсатора 11, пересекают полосы металла 18 электропроводящего элемента 2. Вследствие этого в них наводятся вихревые токи.

Поэтому, чем меньше толщина полос металла 18, тем больше их сопротивление наводимым вихревым токам и меньше величина магнитного потока вихревых токов, ослабляющего основное нагнитное поле, и меньше величина потерь энергии. Магнитное поле электропроводящего элемента 2, создаваемое разрядным током конденсатора

11, действует на электропроводящий элемент 1 аналогичным образом.

Уменьшение магнитного потока вихревых токов и потерь за счет снижения толщины полос металла 18 обеспечивает увеличение результирующего магнитного потока в поле между электропроводящими элементами 1 и 2 и, таким образом повышает электродинамическую силу, отталкивающую электропроводящие элементы и воздействующую тем самым на льдообразования на внешних поверхностях летательного аппарата. Экспериментально установлено, что отталкивающее действие электропроводящих элементов возрастает в 1,2-1,3 раза при замене элементов, изготовленных из одного слоя медной фольги толщиной 80 мкм, на элементы из четырех слоев медной фольги, каждый толщиной 20 мкм, при одном и том же электроизоляционном промежутке между этими элементами.

Эффективность устройства при применении заявляемого технического решения может быть выражена не только через его способность к разрушению льда, но и путем снижения его массы за счет уменьшения энергии, а следовательно, и массы накопительных конденсаторов при одном и том же, 10 требуемом электродинамическом усилии.

Формула изобретения

Устройство для удаления льда с обшивки летательного аппарата, содержащее два гибких электропроводящих элемента, заде15 ланных внутри ynpyroro электроизоляционного листа, укрепленного с внешней стороны обшивки летательного аппарата, и блок питания, при этом электропроводящие элементы расположены соответственно

20 около первой и второй поверхности листа и полностью перекрывают друг друга, а между ними расположен участок электроизолФционного листа с полостью, причем одни выводы указанных элементов соединены та25 ким образом, чтобы электрический ток в первом элементе был противоположен току во втором элементе, а другие выводы подключены через ключ к накопительному конденсатору, отл ича ю щеес я тем, что, с

30 целью повышения эффективности работы устройства путем увеличения усилия дефо >мации льда за счет уменьшения магнитного поля рассеяния, электропроводящие элементы выполнены слоистыми с чередующи35 мися слоями электроизоляционной пленки и металла, причем слои расположены вдоль электропроводящего элемента параллельно его широкой стороне, а электропроводящие элементы обращены друг к другу также ши40 ракой стороной.

1822831

Щ

О

sg

Составитель Б.Титов

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор О.Кравцова

Заказ 2171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101