Способ борьбы с обледенением крыльев летательных аппаратов



Способ борьбы с обледенением крыльев летательных аппаратов
Способ борьбы с обледенением крыльев летательных аппаратов

 


Владельцы патента RU 2504502:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)

Способ предотвращения обледенения крыльев летательных аппаратов, в котором поверхности, подверженные обледенению, нагревают до температуры таяния льда. Образовавшуюся после таяния льда воду для предотвращения ее замерзания в виде барьерного льда собирают в емкости, установленные в полости крыла. Изобретение направлено на предотвращение образования барьерного льда на крыльях летательного аппарата, оборудованных тепловыми противообледенительными системами. 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для защиты летательных аппаратов (ЛА) от обледенения.

При полете самолетов в облачной атмосфере, насыщенной переохлажденными до низких температур каплями воды, может происходить обледенение их поверхностей, приводящее к аварийным ситуациям.

Из известных способов борьбы с обледенением, таких как механический, физико-химический, тепловой, наиболее эффективным и широко распространенным является тепловой (см. Р.Х.Тенишев и др. «Противообледенительные устройства летательных аппаратов». Издательство Машиностроение, 1967, стр.43-77).

Наиболее близким по технической сути из эффективных способов борьбы с обледенением является способ, основанный на преобразовании кинетической энергии скоростного напора в тепловую энергию для плавления льда (Кулалаев В.В. и др. «Способ предотвращения обледенения конструктивных элементов летательных аппаратов». Патент РФ (19) RU (11) 2233232), (51) МПК B64D 15/00, 2002 г.

Применение такого способа борьбы с обледенением уменьшает энергопотребление противообледенительной системы, но, как и остальные тепловые способы, приводит к образованию так называемого барьерного льда.

Барьерный лед образуется при замерзании на необогреваемой поверхности крыла ЛА воды, стекающей из зоны нагрева вниз по потоку под действием сил трения (см. фиг.1).

Профиль крыла с барьерным льдом показан на фиг.1.

Наличие барьерного льда вызывает изменение аэродинамических характеристик ЛА, приводящее к аварийным ситуациям.

Образование на поверхности крыла барьерного льда в результате работы тепловой противообледенительной системы является ее принципиальным недостатком.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа защиты от обледенения, не приводящего к образованию барьерного льда на поверхности крыла ЛА.

Техническим результатом изобретения является способ, обеспечивающий защиту от обледенения обтекаемых переохлажденным водовоздушным потоком поверхностей без образования барьерного льда на поверхности ЛА.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что зоны поверхности крыла ЛА, подверженные обледенению, нагревают до температуры таяния льда, а образовавшуюся воду для предотвращения ее замерзания на поверхности крыла в виде барьерного льда собирают в емкости, установленные в полости крыла.

На фиг.1 представлен профиль крыла с барьерным льдом

На фиг.2 представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

В крыле 1 ЛА за зоной нагрева кромок крыла 2 расположены створки 3, 4, идущие вдоль крыла. В закрытом состоянии створки 3, 4 не нарушают геометрию профиля крыла. Створки открываются внутрь крыла, образуя щели, соединяющие атмосферу с емкостями 5, 6. Емкости 5, 6 соединены с насосом, обеспечивающим разрежение порядка 10-2 мм рт.ст.

Процедура работы предлагаемого способа заключается в следующем.

При обтекании крыла ЛА 1 переохлажденным водовоздушным потоком для предотвращения обледенения передней кромки включают подогреватели зоны 2 и открывают створка 3, 4, образуя щели, соединяющие емкости 5, 6, установленные в крыле, с атмосферой. Кристаллизирующийся в зоне 2 лед растапливается, и образовавшаяся вода в виде капелек и ручейков под действием водовоздушного потока затекает в щели, через которые она попадает в емкости 5 и 6. Направление течения воды на фиг.2 показано стрелками. На верхней поверхности крыла атмосфера разрежена. Для надежного затекания воды в емкости 5 и 6 в них с помощью насоса 7 создается небольшое разрежение. Давление разрежения в сосудах 5, 6, достаточное для отсоса воды, не превышает 10-2 мм рт.ст. Такое разрежение достигается с помощью небольшого насоса.

При скорости взлета и посадки ~360 км/ч, когда наиболее часто случается обледенение, при достаточно большой водности водовоздушной среды ~1 г/м3 расход оттаиваемой воды с квадратного метра нагреваемой зоны составляет ~6 л/мин. Такой расход обеспечивают небольшие по мощности насосы. Собираемая в сосудах 5, 6 вода по мере их наполнения сбрасывается в атмосферу или сливается после окончания работы противообледенительной системы.

Способ предотвращения обледенения крыльев летательных аппаратов, в котором поверхности, подверженные обледенению, нагревают до температуры таяния льда, отличающийся тем, что образовавшуюся после таяния льда воду для предотвращения ее замерзания в виде барьерного льда собирают в емкости, установленные в полости крыла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защите поверхности самолета от загрязнений и обледенений. .

Изобретение относится к средствам борьбы с обледенением элементов конструкции летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к масляной системе противообледенительной защиты переднего конуса турбореактивного двигателя. .

Изобретение относится к электроимпульсным противообледенительным системам. .

Изобретение относится к способам, системам и устройствам (конструкциям) для нагревания льда и снега и для изменения адгезионной прочности льда при контакте между льдом и выбранными объектами.
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к антиобледенительным системам летательных аппаратов (ЛА), и может быть применено в любых областях энергомашиностроения, где можно использовать скоростной напор окружающего воздуха, например на лопастях ветряных электрогенераторов.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к противообледенительным системам летательного аппарата (ЛА), и может быть использовано в любых областях энергомашиностроения, где можно использовать скоростной напор окружающего воздуха.

Изобретение относится к области метеорологии и активным воздействиям на облака и осадки. .

Изобретение относится к авиации, в частности к противообледенительным системам летательных аппаратов, и может быть использовано для удаления и предотвращения образования льда, например, на лопастях несущего и рулевого винтов.

Электроимпульсное противообледенительное устройство относится к импульсным устройствам и может быть использовано для механического удаления льда с металлических обшивок транспортных средств, таких как самолеты, вертолеты, экранопланы, суда. Содержит электромагнитные индукторы, распределитель управляющих импульсов и датчик обледенения. Электромагнитные индукторы подключены через тиристоры параллельно накопительному конденсатору, соединенному с зарядным устройством. Распределитель управляющих импульсов включает в себя последовательно соединенные тактовый генератор, счетчик импульсов и дешифратор. Тактовый генератор содержит задающий генератор, трехразрядный двоичный счетчик, мультиплексор, три компаратора и выполнен управляемым по частоте. Выводы дешифратора соединены через импульсные усилители к управляющим электродам тиристоров. К управляющему входу тактового генератора подключен выход датчика обледенения. Обеспечиваются щадящие режимы обработки импульсами силового воздействия на очищаемую ото льда обшивку. Снижается вероятность повреждения обшивки, уменьшается потребляемая мощность устройства и увеличивается срок службы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для борьбы с обледенением аэродинамической поверхности летательного аппарата. Комбинированная противообледенительная система состоит из теплового устройства, расположенного под обшивкой передней кромки крыла, и отклоняемого щитка. Щиток установлен на расстоянии 1-2 величин максимальной толщины профиля от передней кромки. Угол поворота щитка до 20°. Поверхность щитка и поверхность крыла перед щитком покрыты супергидрофобным покрытием, которое не допускает образования барьерного льда. Изобретение направлено на обеспечение безопасности полета путем защиты аэродинамических поверхностей от обледенения. 1 ил.

Импульсное устройство для удаления льда с обшивки транспортного средства содержит индукторы, укрепленные вблизи металлической обшивки, тиристоры, накопительный конденсатор, зарядное устройство, распределитель управляющих импульсов, датчика импульсов разрядного тока, элементов И, RS триггеров, светодиодов, тумблера фиксации результатов контроля исправности. Распределитель управляющих импульсов состоит из тактового генератора, счетчика импульсов и дешифратора. Датчик импульсов разрядного тока состоит из магнитодиода, подключенного к базе транзистора. Выход дешифратора соединен с тумблером фиксации результатов и с входами R RS триггеров, остальные выходы - с управляющими электродами тиристоров и вторыми входами элементов И. Коллектор транзистора соединен с инвертором и входами элементов И. Выходы элементов И соединены со входами S RS триггеров. К выходам RS триггеров подключены светодиоды. Индукторы подключены через тиристоры параллельно накопительному конденсатору, соединенному с зарядным устройством. Повышается безопасность и безаварийность эксплуатации транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электроимпульсное противообледенительное устройство содержит электромагнитные индукторы, управляемые коммутационные элементы, накопительный конденсатор, зарядное устройство, распределитель управляющих импульсов, тиристор, соединенные определенным способом. Электромагнитные индукторы расположены вблизи металлической обшивки транспортного средства. Коммутационные элементы выполнены двунаправленными в виде выпрямительного моста с тиристором. Обеспечивается высокая эффективность устройства за счет снижения потерь мощности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ и устройство для предотвращения образования и удаления льда с композитных конструктивных элементов. Для предотвращения и удаления льда поверхности, подверженные обледенению, нагревают до температуры таяния льда. Конструктивные элементы покрывают несколькими слоями, сначала элктротеплоизолирующим слоем, затем слоем из нагревательных элементов из электропроводящих полимерных материалов, затем гидрофобной электроизолирующей фторопластовой пленкой. Управляют нагревом на основании данных датчиков. Устройство предотвращения и удаления льда содержит блок управления, источник тока, коммутирующие элементы, датчики, расположенные на элементах конструкции. Обеспечивается удаление льда с конструктивных элементов и предотвращение образования барьерного льда. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к противообледенительным системам летательных аппаратов. Противообледенительная система композиционных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит систему датчиков контроля температуры, провода соединения с системой электроснабжения летательного аппарата, выведенные на внутреннюю поверхность обшивки аппарата, и электронагревательный элемент. Элемент из углеродного волокна встроен во внешнюю поверхность обшивки аппарата параллельно линии максимального обледенения передней кромки аэродинамических поверхностей. Достигается возможность равномерного разогрева наружных поверхностей аппарата в местах, подверженных обледенению. 2 ил.
Наверх