Электроимпульсное противообледенительное устройство летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к противообледенительным системам. Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеристик путем уменьшения величины разрядного тока накопительного конденсатора. Устройство содержит протектор 1 из упругого листового электроизоляционного материала, укрепленный на внешней поверхности обшивки 2 летательного аппарата, два противолежащих гибких ленточных электропроводящих элемента 3 и 4, заделанных внутри протектора 1 и расположенных соответственно около внешней первой поверхности и второй поверхности протектора, соединенной с обшивкой 2. Ленточные электропроводящие элементы 3 разделены изоляционным участком протектора 1 и герметичной полостью 8, соединены между собой с одной торцовой стороны 9 так, чтобы электрический ток в первом элементе 3 был противоположен току во втором элементе 4, и связаны с выходом блока 10 питания, содержащего выпрямительно зарядное устройство с накопительным конденсатором 11 и коммутатор 12. Элементы 3 и 4 соединены между собой с второй торцовой стороны 13, образуя замкнутый контур, и состоят из изолированных токоведущих жил, включенных между собой последовательно. К выходу блока 10 питания подключаются выводы, соответственно первый 15 и второй 16, двух токоведущих жил на входе ленточных электропроводящих элементов 3 и 4. При наличии в составе устройства более одной пары противолежащих ленточных электропроводящих элементов 3 и 4 и соответствующего им количества коммутаторов 12 в блоке 10 питания первые выводы этих коммутаторов соединены вместе и подключены к первому выводу накопительного конденсатора 11, а второй вывод каждого коммутатора 12 соединен с одним из выводов на выходе блока 10 питания. 2 з. п. ф-лы, 8 ил.

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

Известно устройство для удаления льда на внешних поверхностях летательного аппарата, содержащее блок питания, протектор, выполненный из упругого листового электроизоляционного материала с полостью, укрепленный на внешней поверхности металлической обшивки, гибкие ленточные электропроводящие элементы, расположенные внутри протектора, изолированные друг от друга и соединенные последовательно, при этом вывод одного электропроводящего элемента соединен с первым выводом накопительного конденсатора источника питания через коммутатор, а вывод второго электропроводящего элемента соединен с вторым выводом накопительного конденсатора непосредственно, ленточные электропроводящие элементы размещены в протекторе в один слой и отделены от обшивки полостью протектора, при этом толщина полости протектора меньше расстояния между ленточными электропроводящими элементами и обшивкой.

Недостатком устройства является необходимость генерации в цепи ленточных электропроводящих элементов импульсов разрядного тока большой амплитуды для создания усилий, обеспечивающих скалывание льда с очищаемых поверхностей летательного аппарата или по крайней мере уменьшение сцепления льда с очищаемой поверхностью.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем уменьшения величины разрядного тока накопительного конденсатора.

Цель достигается тем, что в электроимпульсном противообледенительном устройстве летательного аппарата, содержащем блок питания с накопительным конденсатором и коммутатором, протектор, выполненный из упругого листового электроизоляционного материала с полостью, укрепленный на внешней поверхности обшивки, два гибких ленточных электропроводящих элементов, расположенных внутри протектора, изолированных друг от друга, соединенных с одной стороны и связанных с блоком питания, ленточные электропроводящие элементы соединены между собой с второй стороны, образуя замкнутый контур, и состоят из изолированных токоведущих жил, включенных между собой последовательно, при этом выводы каждой токоведующей жилы одного ленточного электропроводящего элемента соединены с выводами разных токоведущих жил второго элемента, число токоведущих жил первого и второго ленточных электропроводящих элементов отличается не более, чем на единицу, а к блоку питания подключены выводы двух токоведущих жил на входе ленточных электропроводящих элементов, не соединенные с выводами этих или других токоведущих жил указанных элементов, причем вывод одной токоведущей жилы на входе ленточных электропроводящих элементов подключен к первому выводу накопительного конденсатора блока питания через коммутатор, а вывод другой соединен с вторым выводом накопительного конденсатора непосредственно.

Гибкие ленточные электропроводящие элементы расположены внутри протектора в два слоя, противолежат друг другу, а полость расположена между ними, причем толщина полости меньше расстояния между ленточными электропроводящими элементами.

Гибкие ленточные электропроводящие элементы размещены в протекторе в один слой и отделены от обшивки полостью протектора, при этом толщина полости меньше расстояния между ленточными электропроводящими элементами и обшивкой.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 показано устройство в сечении, соответственно вдоль и перпендикулярно оси ленточных электропроводящих элементов; на фиг. 4 и 5 соединение токоведущих жил, соответственно с первой и второй торцевой стороны ленточных электропроводящих элементов; на фиг. 6 и 7 дан вариант выполнения выводов ленточных электропроводящих элементов, соответственно в сечении устройства вдоль оси ленточных электропроводящих элементов и соединение токоведущих жил с второй торцевой стороны ленточных электропроводящих элементов; на фиг. 8 блок-схема устройства при наличии нескольких пар противолежащих ленточных электропроводящих элементов.

Электроимпульсное противообледенительное устройство летательного аппарата содержит протектор 1 из упругого листового электроизоляционного материала, укрепленный на внешней поверхности обшивки 2 летательного аппарата, два противолежащих гибких ленточных электропроводящих элемента, соответственно первый 3 и второй 4, заделанных внутри протектора 1 и расположенных соответственно около внешней первой поверхности 5 и второй поверхности 6 протектора 1, соединенной с обшивкой 2, при этом ленточные электропроводящие элементы 3 разделены изоляционным участком 7 протектора 1 и герметичной полостью 8, соединены между собой с одной торцевой стороны 9 (фиг. 4) таким образом, чтобы электрический ток в первом элементе 3 был противоположен току во втором элементе 4, и связаны с выходом блока 10 питания, содержащего выпрямительно-зарядное устройство с накопительным конденсатором 11 и коммутатор 12, первый вывод которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора 11, а вторые выводы накопительного конденсатора 11 и коммутатора 12 подключены к выходу блока 10 питания. Ленточные электропроводящие элементы 3 и 4 соединены между собой с второй торцевой стороны 13 (фиг. 5), образуя замкнутый контур, и состоят из изолированных токоведущих жил 14, включенных между собой последовательно, при этом выводы каждой токоведущей жилы 14 первого ленточного электропроводящего элемента 3 соединены с выводами разных токоведущих жил 14 второго элемента 4. Токоведущие жилы 14 могут иметь квадратное, прямоугольное или круглое сечение.

К выходу блока 10 питания подключаются выводы, соответственно первый 15 и второй 16, двух токоведущих жил 14 на входе ленточных электропроводящих элементов 3 и 4, не соединенные с выводами этих или других токоведущих жил 14 указанных элементов. На фиг. 4 и 5 показано расположение выводов 15 и 16 с второй стороны 13 ленточных электропроводящих элементов 3 и 4, при этом число токоведущих жил 14 в первом электропроводящем элементе 3 равно числу токоведущих жил 14 во втором элементе 4. При расположении выводов 15 и 16 токоведущих жил 14 с противоположных торцевых сторон 9 и 13 ленточных электропроводящих элементов 3 и 4 число токоведущих жил 14 этих элементов отличается на единицу (фиг. 6 и 7). Токи, проходящие по жилам 14 одного электропроводящего элемента (3 или 4), совпадают по направлению.

При наличии в составе устройства более одной пары противолежащих ленточных электропроводящих элементов 3 и 4 (на фиг. 8 условно показаны три пары этих элементов) и соответствующего им количества коммутатора 12 в блоке 10 питания первые выводы этих коммутаторов соединены вместе и подключены к первому выводу накопительного конденсатора 11, а второй вывод каждого коммутатора 12 соединен с одним из выводов на выходе блока 10 питания, при этом вторые выводы 16 токоведущих жил на входе каждой пары ленточных электропроводящих элементов 3 и 4 соединены вместе и подключены к выходу блока 10 питания, связанному с вторым выводом накопительного конденсатора 11, а первый вывод 15 каждой токоведущей жилы 14 на входе пар элементов подключен к выводу на выходе блока питания 10, соединенному с вторым выводом соответствующего коммутатора 12.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на управляющий электрод тиристора-коммутатора 12 происходит разряд накопительного конденсатора 11 на цепь, состоящую из последовательно включенных токопроводящих жил 14 ленточных электропроводящих элементов 3 и 4.

Токи, протекающие при этом по токопроводящим жилам 14 одного ленточного электропроводящего элементов 3 или 4, направлены в одну сторону, а результирующие токи ленточных электропроводящих элементов 3 и 4 имеют встречное направление. При взаимодействии электромагнитных полей, возникающих при прохождении тока через ленточные электропроводящие элементы, создается электродинамическое усилие, отталкивающее элементы 3 и 4 друг от друга и направленное по нормали к внешней поверхности 5 протектора 1. Происходит упругая деформация протектора 1, полость 8 при этом расширяется и слой льда испытывает давление, оказываемое на него протектором. Если величина этого давления превышает величину прочности льда и силу его сцепления с протектором, он разрушается и под действием аэродинамического напора удаляется с поверхности летательного аппарата. В герметичной полости 8 при ее расширении возникает разрежение. После окончания импульса тока благодаря упругим свойствам материала протектора 1 и под действием атмосферного давления на полость 8 электропроводящие элементы 3 и 4 возвращаются в исходное состояние, остаточные деформации отсутствуют.

Применение ленточных электропроводящих элементов, состоящих из последовательно включенных изолированных токоведущих жил, позволяет снизить разрядный ток накопительного конденсатора пропорционально числу токоведущих жил за счет увеличения сопротивления цепи.

При этом основную роль играет активное сопротивление электропроводящих элементов с учетом поверхностного эффекта и эффекта близости, так как прямолинейные параллельные шины и провода, расположенные на малом расстоянии друг от друга, обладают минимальной индуктивностью.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЕ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащее блок питания с накопительным конденсатором и коммутатором, протектор, выполненный из упругого листового электроизоляционного материала с полостью, укрепленный на внешней поверхности обшивки, два гибких ленточных электропроводящих элемента, расположенных внутри протектора, изолированных друг от друга, соединенных с одной стороны и связанных с блоком питания, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем уменьшения величины разрядного тока накопительного конденсатора, ленточные электропроводящие элементы соединены между собой с второй стороны, образуя замкнутый контур, и состоят из изолированных токоведущих жил, включенных между собой последовательно, при этом выводы каждой токоведущей жилы одного ленточного электропроводящего элемента соединены с выводами разных токоведущих жил второго элемента, число токоведущих жил первого и второго ленточных электропроводящих элементов отличается не более, чем на единицу, а к блоку питания подключены выводы двух токоведущих жил на входе ленточных электропроводящих элементов, не соединенные с выводами этих или других токоведущих жил указанных элементов, причем вывод одной токоведущей жилы на входе ленточных электропроводящих элементов подключен к первому выводу накопительного конденсатора блока питания через коммутатор, а вывод другой соединен со вторым выводом накопительного конденсатора непосредственно.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие ленточные электропроводящие элементы расположены внутри протектора в два слоя, противолежат друг другу, а полость расположена между ними, причем толщина полости меньше расстояния между ленточными электропроводящими элементами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие ленточные электропроводящие элементы размещены в протекторе в один слой и отделены от обшивки полостью протектора, при этом толщина полости меньше расстояния между ленточными электропроводящими элементами и обшивкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8