Электрическое противообледенительное устройство и соответствуюшая система контроля



Электрическое противообледенительное устройство и соответствуюшая система контроля
Электрическое противообледенительное устройство и соответствуюшая система контроля
Электрическое противообледенительное устройство и соответствуюшая система контроля
Электрическое противообледенительное устройство и соответствуюшая система контроля
Электрическое противообледенительное устройство и соответствуюшая система контроля

 


Владельцы патента RU 2516909:

ЭРСЕЛЬ (FR)

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к противообледенительному устройству для одного из элементов гондолы турбореактивного двигателя. Устройство содержит электротермический противообледенитель, соединенный источником электропитания (3) и образующий таким образом группу (1) электротермических противообледенителей. Группа электротермических противообледенителей включает в себя одну или несколько подгрупп электротермических противообледенителей, каждая из которых включает в себя, в свою очередь, один или несколько электротермических противообледенителей группы, причем отдельные подгруппы электротермических противообледенителей имеют разные значения омического сопротивления. Технический результат заключается в упрощении конструкции гондолы и снижении ее веса. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к способу удаления льда, в частности удаления льда с узла воздухозаборной кромки гондолы турбореактивного двигателя.

Самолет приводится в движение с помощью одной или нескольких силовых установок, каждая из которых включает в себя газотурбинный двигатель, помещенный в цилиндрическую гондолу. Каждая силовая установка крепится к самолету с помощью стойки, находящейся, как правило, под крылом или в зоне расположения фюзеляжа.

Гондола имеет, как правило, конструкцию, включающую в себя воздухозаборник, который помещен спереди двигателя по потоку, среднюю секцию, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, и заднюю по потоку секцию, в которую помещены средства реверса тяги, охватывающую камеру сгорания турбореактивного двигателя, и заканчивается обычно реактивным соплом, выход которого находится позади турбореактивного двигателя по потоку.

В состав воздухозаборника входят, во-первых, воздухозаборная кромка, обеспечивающая оптимальный захват и направленное перемещение в сторону турбореактивного двигателя воздуха, необходимого для питания вентилятора и внутренних компрессоров турбореактивного двигателя, и, во-вторых, задняя по потоку конструкция, на которой закреплена кромка и которая обеспечивает надлежащую циркуляцию воздуха в сторону лопастей вентилятора. Весь этот узел закреплен спереди по потоку кожуха вентилятора, являющегося составной частью передней по потоку секции гондолы.

В полете при определенных температурных и влажностных условиях возможно образование льда на гондоле, в частности в зоне наружной поверхности кромки воздухозаборника. Наличие этого льда или инея влияет на аэродинамические свойства воздухозаборника и препятствует нормальному поступлению воздуха к вентилятору. Кроме того, при скоплении льда на воздухозаборнике гондолы и попадании льда в двигатель в случае отделения кусков льда возможно повреждение двигателя с риском нарушения безопасности полета.

Одно из технических решений, используемых в борьбе с обледенением, заключается в предотвращении образования инея или льда на наружной поверхности путем поддержания достаточной температуры этой поверхности.

Так, например, из документа US 4688757 известен способ отбора горячего воздуха в зоне компрессора турбореактивного двигателя с его подводом в зону воздухозаборной кромки с целью нагрева стенок. Однако для такого устройства требуется специальная система трубопроводов подачи горячего воздуха между турбореактивным двигателем и воздухозаборником, а также система отвода горячего воздуха из зоны воздухозаборной кромки. Из-за этого происходит нежелательное увеличение веса силовой установки.

Указанные недостатки удалось частично устранить благодаря использованию электрических противообледенительных систем.

В качестве примера описания такой системы можно привести, в частности, документ ЕР 1495963, хотя вариантам защиты от обледенения с помощью электрических систем посвящен и целый ряд других источников.

Для сведения, к минимуму веса составляющих гондолу конструктивных элементов, а в более широком смысле и веса всякого авиационного оборудования, все чаще используют композитные материалы. В частности, из таких материалов может быть выполнена и воздухозаборная кромка гондолы.

Однако при использовании подобных материалов в электрических противообледенительных устройствах возникают некоторые трудности.

Дело в том, что действующая на такие материалы температура не должна, как правило, превышать определенное критическое пороговое значение, в противном случае происходит ухудшение свойств материала и, соответственно, повреждение конструкции. Поэтому во избежание перегрева, в частности локального, температуру композитного материала следует контролировать.

Одно из очевидных решений - это использование в конструкции, выполненной из композитных материалов, по меньшей мере, одного датчика температуры для каждого встроенного в воздухозаборник гондолы термического противообледенителя и обеспечение большого количества таких термических противообледенителей в воздухозаборнике. Однако такое решение не предотвращает возможности локального перегрева в зонах между датчиками, если не увеличить значительно количество температурных датчиков. Кроме того, реализация такого решения требует создания сети для передачи измерительных данных от датчика, что приводит к увеличению веса конструкции и намного усложняет противообледенительное устройство, а также затрудняет его монтаж и эксплуатацию.

Исходя из соображений надежности может также потребоваться резервирование датчиков, что приведет к еще большему увеличению веса конструкции и ее усложнению.

Целью французской заявки 08/06416, поданной от имени тех же заявителей, что и по настоящему изобретению, является устранение указанных недостатков. Для этого предложена противообледенительная система, связанная с самолетным центральным блоком управления, представляющим собой полностью автономную электронно-цифровую систему управления двигателем FADEC (Full Authority Digital Engine Control system) таким образом, чтобы обеспечить получение информации о внешних условиях полета и соответствующим образом регулировать мощность противообледенительной системы.

Кроме того, объединение цепей электропитания с измерительными цепями ряда термических противообледенителей порождает еще одну проблему - необходимость контроля целостности таких противообледенителей.

Целью изобретения является внесение дополнений к вышеупомянутой заявке.

Для достижения указанной цели предложено противообледенительное устройство для одного из элементов гондолы турбореактивного двигателя, содержащее, по меньшей мере, один электротермический противообледенитель, соединенный, по меньшей мере, с одним источником электропитания и образующий таким образом группу термических противообледенителей, отличающееся тем, что группа термических противообледенителей включает в себя одну или несколько подгрупп термических противообледенителей, каждая из которых включает в себя, в свою очередь, один или несколько термических противообледенителей группы, причем отдельные подгруппы термических противообледенителей имеют разные значения омического сопротивления.

Таким образом, благодаря использованию подгрупп термических противообледенителей с разными значениями сопротивления после выполнения соответствующих замеров или расчета сопротивления группы удается проверить, соответствует ли омическое сопротивление группы номинальному значению, и если соответствует, то это означает, что все электротермические противообледенители находятся в рабочем состоянии. Если же омическое сопротивление группы отлично от номинального значения, то это означает, что, по меньшей мере, одна подгруппа неисправна.

Поскольку значения омического сопротивления всех подгрупп электротермических противообледенителей различны, то измерение омического сопротивления группы позволяет обнаружить неисправность одного или нескольких противообледенителей.

Совершенно ясно, что каждый электротермический противообледенитель может образовывать подгруппу, однако, учитывая коэффициент симметрии гондолы, возможна ситуация, когда, например, два и более обледенителей, имеют, по существу, одинаковые омические сопротивления и, следовательно, образуют идентифицируемую подгруппу, однако идентифицировать неисправный обледенитель внутри указанной подгруппы при этом невозможно.

Предпочтительно, источник питания представляет собой трехфазный генератор, в частности, типа описанного в документе ЕР 1953085, который встроен в электрическую противообледенительную систему воздухозаборника гондолы. Такое решение делает возможным подключение термических противообледенителей непосредственно к этому генератору без использования какой-либо добавочной ступени преобразования энергии. Добавочные ступени служат обычно для компенсации нормальных колебаний напряжения самолетной трехфазной питающей сети. Дело в том, что выходное напряжение специального генератора определяется собственным током возбуждения системы и не подвергается воздействиям со стороны самолетной электросети, а потому возможно осуществлять его регулирование в зависимости от конкретных потребностей. В соответствии с другим вариантом, в качестве источника питания служит самолетная электросеть, включающая добавочную ступень преобразования энергии.

Предпочтительно, противообледенительное устройство содержит несколько групп электротермических противообледенителей.

Предпочтительно, элемент гондолы представляет собой кромку воздухозаборника.

Предпочтительно, противообледенительное устройство содержит, по меньшей мере, один датчик температуры, помещенный внутри кромки воздухозаборника, на ее конце, который обеспечивает максимально эффективный контроль температуры кромки и регулирование мощности, подаваемой на термические противообледенители, в полном соответствии с потребностями.

Такое расположение датчиков позволяет уменьшить их количество. Как было показано на тепловых моделях, установка датчика температуры внутри кромки на ее конце гарантирует максимально эффективный контроль температуры воздухозаборника. В результате упрощается структура и возрастает надежность.

Таким образом, контроль температуры осуществляют только внутри кромки на ее конце, а мощность, которую необходимо подать на термические противообледенители, регулируют на основе измерений значения или значений температуры путем сравнения результатов с пороговым значением. Место установки датчика или датчиков и пороговое или пороговые значения рассчитывают таким образом, чтобы предотвратить перегрев воздухозаборного узла.

Предпочтительно, устройство содержит средства измерения значений напряжения и силы тока, проходящего через группу электротермических противообледенителей.

Предпочтительно, противообледенительное устройство содержит вычислительный блок, вычисляющий на основе значений напряжения и силы тока, проходящего через группу термических противообледенителей, значение действующего эквивалентного сопротивления указанной группы и сравнивающий полученное значение действующего эквивалентного сопротивления со значениями, по меньшей мере, одной совокупности значений эквивалентных сопротивлений, вычисленных для различных случаев отказа, по меньшей мере, одной подгруппы противообледенителей с целью выявления неисправных подгрупп или подгруппы противообледенителей в случае отклонения, превышающего заданное значение, с учетом, в частности, допусков изготовления и погрешностей измерения.

Предпочтительно, значение действующего эквивалентного сопротивления сравнивают с номинальным значением эквивалентного сопротивления группы.

Благодаря такому бортовому вычислительному блоку удается выполнять регулярные непрерывные или дискретные измерения даже во время полета без использования дополнительных измерительных приборов.

Предпочтительно, противообледенительное устройство содержит, по меньшей мере, один вычислительный блок, снабженный, во-первых, средством приема, по меньшей мере, одного представительного параметра, характеризующего внешние условия полета, от центрального блока контроля и, во-вторых, средствами электропитания электротермических противообледенителей, которыми управляют в соответствии с полученными представительными параметрами.

В частности, в заявке предусмотрена возможность связи между противообледенительным устройством и устройством для реализации способа, описанного в упомянутой выше французской заявке 08/06416.

Безусловно, предлагаемое устройство обеспечивает возможность выполнения перечисленных в вышеуказанной заявке дополнительных этапов:

- в соответствии с выявленными условиями полета определяют тепловую модель для подлежащей защите от обледенения конструкции и в зависимости от принятой тепловой модели подают необходимую электрическую мощность на нагревательный элемент;

- представительные параметры внешних условий полета получают с помощью, по меньшей мере, одного канала передачи данных с использованием шины стандарта ARINC, причем указанный канал, предпочтительно, выполнен с резервированием;

- к представительным параметрам внешних условий полета относят, по меньшей мере, один из следующих параметров: наружная температура, наружное давление, скорость самолета, влажность;

- используют вычислительный блок, служащий для передачи в каждую группу противообледенителей и присущих только ей одной одинаковых или разных сигналов электрической мощности в зависимости от принятой тепловой модели и местоположения противообледенителей;

- в соответствии с применяемым способом используют цикл регулирования электрической мощности, подаваемой на нагревательные элементы, осуществляемый в зависимости от мощности, рассеиваемой этими элементами;

- в тепловой модели, соответствующей области режимов полета без обледенения, предусмотрено отключение питания нагревательных элементов в целях снижения энергопотребления;

- предусмотрена связь устройства с сигнализатором обледенения.

Изобретение также относится к способу контроля целостности электротермических противообледенителей предлагаемого противообледенительного устройства, включающий этапы:

- получают номинальные эквивалентные значения сопротивлений для каждой группы электротермических противообледенителей на основе номинальных величин омического сопротивления каждого противообледенителя;

- получают совокупность эквивалентных значений сопротивлений для каждой группы противообледенителей, в которой, по меньшей мере, одна подгруппа электротермических противообледенителей неисправна;

- измеряют значения силы тока, проходящего через каждую группу термических противообледенителей;

- измеряют значения напряжения выходного сигнала в каждой группе электротермических противообледенителей;

- вычисляют фактическое сопротивление группы электротермических противообледенителей на основе результатов измерений силы тока и напряжения;

- сравнивают полученное фактическое сопротивление с номинальным сопротивлением группы и/или с эквивалентными сопротивлениями в случаях неисправности с целью выяснить с точностью в пределах допускаемой погрешности, функционирует ли группа электротермических противообледенителей нормально или имеется один или несколько отказавших электротермических противообледенителей.

В соответствии с первым из альтернативных вариантов исполнения номинальные и эквивалентные значения сопротивлений хранят в памяти.

В соответствии со вторым вариантом исполнения номинальные и эквивалентные значения сопротивлений вычисляют на основе сохраненных значений омических сопротивлений электротермических противообледенителей или подгрупп противообледенителей.

Изобретение относится также к способу контроля целостности группы электротермических противообледенителей предлагаемого противообледенительного устройства, включающий этапы:

- измеряют значение силы тока, проходящего через каждую группу термических противообледенителей;

- измеряют значение выходного напряжения в каждой группе термических противообледенителей;

- сравнивают полученные значения силы тока и напряжения со значениями силы тока и напряжения, полученными в ходе предыдущего измерения.

В этом случае контроль целостности термических противообледенителей осуществляют путем последовательных измерений значений силы тока и напряжения. Результат каждого измерения сравнивают с предыдущим. Дело в том, что если не нарушена целостность противообледенителей, то разброс результатов измерений минимален. Разброс имеет место только тогда, когда один из термических противообледенителей утрачен. Предпочтительно, благодаря подобному способу измерений обеспечивают исключение погрешностей разных измерительных цепей.

Предпочтительно, в случае обнаружения неисправности вычислительный блок выдает команду на перевод электротермических противообледенителей в режим ослабленного нагрева.

В режиме ослабленного нагрева пилот получает предупреждение о необходимости срочного вывода летательного аппарата из условий обледенения. При этом в зависимости от ситуации имеется возможность либо уменьшить мощность, чтобы предотвратить перегрев кромки, либо поддерживать необходимую для удаления льда мощность, чтобы защитить двигатель от обледенения.

Сущность изобретения станет более понятной из нижеследующего подробного описания, приведенного со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

- фиг.1 - схематическое изображение устройства управления электрической противообледенительной системы согласно изобретению;

- фиг.2 - схематическое изображение воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, снабженного противообледенительным устройством, помещенным на кромке воздухозаборника;

- фиг.3 - проекция на плоскость, схематическое изображение распределения термических противообледенителей по окружности воздухозаборника;

- фиг.4 - блок-схема, отображающая этапы реализации способа согласно изобретению;

- фиг.5 - блок-схема, отображающая этап диагностики работы термических противообледенителей.

На фиг.1 схематически представлено устройство управления электрической системы для удаления льда с воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, показанного на фиг.2.

Воздухозаборник 100 снабжен рядом нагревательных элементов, сгруппированных в электротермические противообледенители 10, которые, в свою очередь, сгруппированы в группы 1 электротермических противообледенителей.

Предпочтительно, каждая группа 1 электротермических противообледенителей 10 соответствует отдельной зоне кромки 101 воздухозаборника.

В приведенном на чертеже примере кромка 101 воздухозаборника разделена на 6 периферийных зон и шесть секторов, насчитывая, таким образом, тридцать шесть электротермических противообледенителей 10.

Шесть электротермических противообледенителей 10, относящихся к периферийным зонам, образуют в двух секторах группу 1 электротермических противообледенителей. Таким образом, насчитывается три группы 1 из двенадцати электротермических противообледенителей 10.

Трем группам 1 электротермических противообледенителей 10 соответствуют: зона, находящаяся вблизи внутренней части кромки 101 воздухозаборника; зона, находящаяся в месте расположения кромки 101 воздухозаборника; зона, находящаяся несколько спереди по потоку от кромки 101 воздухозаборника.

По сути дела разные зоны кромки воздухозаборника, хотя и работают в одинаковых внешних условиях, могут различаться по потребностям в необходимой для удаления льда мощности.

Следует иметь в виду, что обычно существуют, по меньшей мере, два альтернативных варианта электропитания: либо в качестве сети 3 используют трехфазную бортовую сеть, характеристики которой описаны в следующем абзаце, либо прибегают к помощи специальной выделенной сети, и тогда нет надобности в выключателях, хотя выключатель можно оставить в качестве конструктивного резерва, но зато отпадает необходимость в ступени преобразования энергии и регулируемое напряжение выделенного генератора непосредственно поступает на электротермические противообледенители.

Устройство управления включает в себя блок управления 2, получающий питание от трехфазной сети переменного тока, например, напряжением 115 или 230 вольт с изменяемой частотой. Указанный блок управления может, в свою очередь, снабжать электропитанием состоящие из нагревательных элементов противообледенители 1 через выходы 4, преобразуя переменное или постоянное напряжение питания в постоянное напряжение питания, отдельно регулируемое для каждого противообледенителя 1. Каждый выход питания 4 снабжен одним контрольным выключателем, не показанным на чертеже, для которого по соображениям безопасности предусмотрена возможность резервирования.

Разумеется, с учетом конкретных потребностей предусмотрено и переменное напряжение выходного сигнала.

Каждый электрический выход 4 является выделенным и снабжает питанием один противообледенитель. Таким образом, имеется возможность на каждый противообледенитель 1 подавать отдельное значение напряжения, являющееся функцией электрической мощности, необходимой для удаления льда из зоны кромки воздухозаборника, покрытой указанным противообледенителем 1.

В блоке управления 2 также предусмотрено измерение силы тока, потребляемого каждым электротермическим противообледенителем 1. Следовательно, для задания мощности, рассеиваемой на каждом нагревательном элементе, достаточно блока управления 2, и отпадает необходимость в использовании датчика температуры.

Тем менее для каждой группы 1 электротермических противообледенителей 10 предусмотрено по одному датчику температуры, не показанному на чертеже.

Как и в случае с выключателями для датчиков температуры по соображениям безопасности тоже предусмотрена возможность резервирования.

В соответствии с предлагаемым способом в блоке управления 2 используется информация о внешних условиях полета, получаемая от системы FADEC 6. Предусмотрен обмен данными между блоком управления

2 и системой FADEC 6 с помощью резервированного канала 7 с шиной стандарта ARINC.

Предпочтительно использование системы FADEC для получения указанных данных, поскольку вся информация, относящаяся к условиям полета, уже в ней имеется и ее надежность гарантирована. Таким образом, блок управления 2 использует информацию, поступающую от системы FADEC и датчиков температуры, для задания электрической мощности, подаваемой на термоэлектрические противообледенители 1, в соответствии с полетными ситуациями и поддерживает эту мощность исходя из результатов измерений тока и напряжения, выполненных блоком управления 2.

В ходе обычного полета различают, в частности, следующие полетные режимы: взлет, набор высоты, крейсерский полет, снижение, ожидание посадки, посадка с пробегом по земле.

В блоке управления 2 поступающие от системы FADEC параметры полета используют, как правило, для того, чтобы выяснить, соответствует или не соответствует область полета области обледенения. В частности, при строгом превышении значения температуры во время всего полета 2°С или высоте полета выше 35000 футов электропитание противообледенителей 10 отключено. Если же самолет находится в области обледенения, что отражено на фиг.2 и 3, то величина подаваемой на термические противообледенители мощности зависит от фазы полета.

Благодаря такому управлению обеспечено существенное снижение энергопотребления по сравнению с существующими воздушно-тепловыми системами. Кроме того, исключен вредный перегрев кромки, что дает неоспоримое преимущество с точки зрения прочности материалов и старения конструкции.

В существующих тепловых моделях предусмотрено определение электрической мощности, необходимой для удаления льда, для каждого противообледенителя 1, состоящего из электронагревательных элементов.

Совершенно ясно, что значения этой мощности могут быть разными для каждой группы 1 электротермических противообледенителей 10.

Действуя на основе информации, полученной от системы FADEC 6, блок управления 2 определяет, не совершает ли самолет маневрирование в области обледенения или нет, и задает при этом нужную тепловую модель, а следовательно, и рекомендуемую в соответствии с этой моделью электрическую мощность, которую необходимо подать на термические противообледенители 10.

В отличие от варианта, при котором самолетная электросеть вырабатывает напряжение в формате, соответствующем авиационным стандартам, в предлагаемом варианте противообледенительное устройство снабжено собственным источником питания 3, благодаря чему есть возможность вырабатывать регулируемое напряжение согласно заданной уставке.

В противообледенительных системах, подключенных к самолетной электросети, необходимо соблюдать требования авиационных стандартов и подбирать мощность, подаваемую на различные электротермические противообледенители 10, регулируя ее с помощью выключателей.

В описываемой согласно изобретению системе, благодаря наличию выделенной электросети, выключатели работают либо в режиме «все включено», либо в режиме «все выключено», что позволяет упростить управление ими и повысить их надежность, в частности, учитывая приведенное выше замечание относительно возможности использования различных источников питания.

Назначение датчиков температуры состоит в том, чтобы обеспечить соответствие температуры поверхностного слоя кромки 101 воздухозаборника управляющей команде.

Если на электротермические противообледенители 10 подан излишек мощности, если система задействована при отсутствии внешних условий обледенения, если подаваемой мощностью несет в себе риск перегрева или если расчет данной полетной ситуации неверен, то есть выполнен с занижением или завышением предполагаемой мощности, то правильная регулировка мощности, подаваемой на различные группы 1 электротермических элементов 10, возможна благодаря способу, основанному на приеме данных от системы FADEC 6 и на использовании датчиков температуры.

На фиг.4 приведена блок-схема, иллюстрирующая примерные этапы подобного способа защиты от обледенения.

На первом этапе 200 способа защиты от обледенения проверяют, привел ли пилот в действие противообледенительную систему.

На случай, если система не задействована, в блок-схеме способа имеется тестовый цикл на этапе 201, на котором проверяют, выявлены ли детектором обледенения или системой FADEC внешние условия обледенения.

Если выявлены условия обледенения, то в блок-схеме способа предусмотрен этап 202 предупреждения пилота с помощью появляющегося на приборной доске, например, звукового и/или светового сигнала.

Если пилот привел систему в действие, то способ предусматривает выполнение этапа 203, на котором осуществляют запрос блока FADEC, в ходе которого он собирает информацию о таких внешних условиях, как температура, давление и высота.

На основе собранных данных на этапе 204 система задает соответствующую тепловую модель и определяет, не происходит ли обледенение самолета.

При обнаружении области обледенения система загружает в память на этапе 205 соответствующие значения напряжения питания различных групп 1, электротермических противообледенителей 10 (пример в Таблице 1).

Если области обледенения не обнаружено, то система на этапе 206 выдает запрет на питание термических противообледенителей 10.

После этого на этапе 207 приводят в действие выключатели питания, подавая заданные таким образом напряжения на вход электротермических противообледенителей 10.

Затем на этапе 208 система производит непрерывные или дискретные измерения значений питающих напряжений и силы тока.

Исходя из результатов этих измерений система на этапе 209 производит расчет мощности, рассеиваемой каждой группой 1 электротермических противообледенителей 10.

На следующем этапе 210 проверяют целостность термических противообледенителей 10, подробнее этот этап описан ниже при описании фиг.5.

При выявлении неисправности, по меньшей мере одного электротермического противообледенителя 10, система на этапе 211 запускает режим нагрева с поправкой на так называемый «ослабленный» режим.

Если же неисправностей не обнаружено, то на этапе 212 система приступает к измерению температур в зонах каждой группы 1 электротермических противообледенителей 10.

На этапе 213 осуществляют проверку с подтверждением данных о температуре согласно соответствующим техническим условиям и стандартам.

На этапе 214 проверяют, превышает ли замеренная после подачи напряжения температура минимальные установки для каждой группы 1 электротермических противообледенителей 10.

До тех пор, пока не превышены минимальные температурные установки, система работает по циклу регулирования, включающему в себя первый этап 215, на котором проверяют, истекло или нет заданное время подъема температуры. По истечении заданного времени по команде 216 повышают напряжение питания группы 1, в противном случае система отрабатывает дальше значение временной установки.

Если температурная минимальная установка превышена, то на этапе 217 система проверяет, остается ли эта температура в пределах заданного максимального значения.

Если температура ниже заданного максимального значения, то система не предпринимает никаких действий, и возобновляется цикл управления. Если же происходит возрастание температуры до максимального значения, то выдается команда 218 на снижение напряжения питания данной группы 1 или групп 1 электротермических противообледенителей 10.

В случае если выявлено превышение заданной максимальной температуры, включается счетчик времени, после чего на этапе 219 проверяют, превышена или нет установка по перегреву материалов. Если временная установка по перегреву превышена и, следовательно, существует риск разрушения материалов, из которых изготовлен воздухозаборник 100, то по команде 200 отключают выключатели или, в случае использования выделенной электросети, устанавливают напряжение генератора на 0 В.

Теперь переходим к описанию способа, являющегося частью описанного способа и служащего для проверки целостности электротермических противообледенителей 10, проиллюстрированного в примере на фиг.5.

На первом этапе 301 производят загрузку в память номинальных значений омических сопротивлений тридцати шести термических противообледенителей 10 в вычислительном блоке.

На втором этапе 302 предусмотрено задание таблицы эквивалентных сопротивлений для каждой группы 1 электротермических противообледенителей 10, а именно:

- значений номинального эквивалентного сопротивления каждой группы 1 - учитывая, что образующие группу электротермические противообледенители 10 смонтированы по параллельной схеме, согласно известному в электротехнике закону для параллельной цепи:

1/REeqi=1/Ri1+1/Ri2+…+1/Rin,

где REeq/ - эквивалентное сопротивление группы i, a Ri1-Rin - значения сопротивлений n термических противообледенителей 10, относящихся к группе i;

- значений эквивалентного сопротивления для тех же групп 1 в случаях неисправностей, в частности, значения эквивалентного сопротивления для каждой комбинации с одним или двумя неисправными термическими противообледенителями 10.

Когда на этапе 303 противообледенительная система находится под напряжением, запускают цикл управления.

Цикл включает в себя этап 304 измерения значений силы тока, проходящего через каждую группу 1, а также этап 305 измерения значений выходного напряжения выключателей каждой группы 1.

На основании этих измерений или значений вычислительный блок приступает на этапе 306 к расчету действующих эквивалентных сопротивлений каждой группы 1 по известной формуле REeqi=Vi/Ii.

На этапе 307 определяют, равны ли полученные значения действующих эквивалентных сопротивлений номинальным значениям эквивалентных сопротивлений, разумеется, с точностью в пределах допускаемой погрешности, в частности погрешности измерения и допусков изготовления.

Если никаких неисправностей не выявлено, то возобновляют работу цикла управления.

В случае отклонения значений эквивалентных сопротивлений на этапе 308 выполняют сравнение значений, хранящихся в таблице эквивалентных сопротивлений, которое позволяет определить, какой неисправности соответствует значение действующего эквивалентного сопротивления, отличное от номинального значения, благодаря чему удается, таким образом, идентифицировать неисправные электротермические противообледенители или противообледенитель.

При этом система запускает по команде 309 режим ослабленного нагрева.

Хотя изобретение и описано на основе одного из частных примеров осуществления, совершенно ясно, что оно не ограничивается этим примером, а, напротив охватывает все технические эквиваленты описанных средств, а также их различные комбинации при условии, что они включены в объем изобретения.

1. Противообледенительное устройство для одного из элементов (101) гондолы турбореактивного двигателя, содержащее по меньшей мере один электротермический противообледенитель (10), соединенный по меньшей мере с одним источником электропитания (3) и образующий таким образом группу (1) электротермических противообледенителей, отличающееся тем, что группа электротермических противообледенителей включает в себя одну или несколько подгрупп электротермических противообледенителей, каждая из которых включает в себя, в свою очередь, один или несколько электротермических противообледенителей группы, причем отдельные подгруппы электротермических противообледенителей имеют разные значения омического сопротивления.

2. Противообледенительное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит несколько групп (1) электротермических противообледенителей (10).

3. Противообледенительное устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что элемент гондолы представляет собой кромку (101) воздухозаборника.

4. Противообледенительное устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один датчик температуры, помещенный внутри кромки воздухозаборника, который обеспечивает максимально эффективный контроль кромки и регулирование мощности, подаваемой на термические противообледенители, в полном соответствии с потребностями.

5. Противообледенительное устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит средства измерения значений напряжения и силы тока, проходящего через группу электротермических противообледенителей (10).

6. Противообледенительное устройство по п.5, отличающееся тем, что оно содержит вычислительный блок (2), служащий для вычисления (302), исходя из значений напряжения и силы тока, проходящего через группу электротермических противообледенителей (10), значения действующего эквивалентного сопротивления указанной группы и сравнения (307) полученного значения действующего эквивалентного сопротивления по меньшей мере со значениями по меньшей мере одной совокупности значений эквивалентных сопротивлений, вычисленных для различных случаев отказа по меньшей мере одной подгруппы противообледенителей с целью выявления неисправных подгрупп или подгруппы противообледенителей в случае отклонения, превышающего заданное значение, с учетом, в частности, допусков изготовления и погрешностей измерения.

7. Противообледенительное устройство по п.6, отличающееся тем, что значение действующего эквивалентного сопротивления сравнивают также с номинальным значением эквивалентного сопротивления группы.

8. Противообледенительное устройство по любому из пп.1, 2, 6 или 7, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один вычислительный блок (2), снабженный, во-первых, средством (5) приема по меньшей мере одного представительного параметра, характеризующего внешние условия полета, от центрального блока управления (6) и, во-вторых, средствами (3) электропитания электротермических противообледенителей (10), которыми управляют в соответствии с полученными представительными параметрами.

9. Способ контроля целостности группы (1) электротермических противообледенителей (10) противообледенительного устройства по любому из пп.1-6, включающий этапы:
- получают (302) номинальные эквивалентные значения сопротивлений для каждой группы электротермических противообледенителей на основе номинальных значений омического сопротивления каждого противообледенителя;
- получают (302) совокупность эквивалентных значений сопротивлений для каждой группы противообледенителей на основе номинальных значений омического сопротивления каждого противообледенителя, в которой по меньшей мере одна подгруппа электротермических противообледенителей неисправна;
- измеряют (304) значение силы тока, проходящего через каждую группу электротермических противообледенителей;
- измеряют (305) значение выходного напряжения в каждой группе электротермических противообледенителей;
- вычисляют (306) фактическое действующее сопротивление группы электротермических противообледенителей исходя из измеренных значений силы тока и напряжения;
- сравнивают (307) полученное фактическое сопротивление с номинальным сопротивлением группы и/или с эквивалентными сопротивлениями в случаях неисправности с целью выяснить, с точностью в пределах допускаемой погрешности, функционирует ли группа электротермических противообледенителей нормально или определить, какие электротермические противообледенители неисправны.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что номинальные и эквивалентные значения сопротивлений хранят в памяти.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что номинальные и эквивалентные значения сопротивлений вычисляют на основе сохраненных, на первом этапе способа контроля целостности (301), значений омических сопротивлений электротермических противообледенителей (10) или подгрупп противообледенителей.

12. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что в случае обнаружения неисправности вычислительный блок выдает команду (309) на перевод электротермических противообледенителей в режим ослабленного нагрева.

13. Способ контроля целостности группы (1) термических противообледенителей (10) противообледенительного устройства по любому из пп.1-6, включающий этапы:
- измеряют значение силы тока, проходящего через каждую группу электротермических противообледенителей;
- измеряют значение выходного напряжения в каждой группе электротермических противообледенителей;
- сравнивают полученные значения силы тока и напряжения со значениями силы тока и напряжения, полученными в ходе предыдущего измерения.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что в случае обнаружения неисправности вычислительный блок выдает команду (309) на перевод электротермических противообледенителей в режим ослабленного нагрева.



 

Похожие патенты:

Заявленное изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу выполнения противообледенительной системы на панели (22) гондолы. Способ включает в себя следующие этапы: A) с помощью позиционирующего средства (35) на наружной обшивке (24) позиционируют вокруг отверстия или отверстий сетку из резистивных элементов; B) с помощью средства для нанесения наносят сетку из резистивных элементов в определенное на этапе A место для формирования противообледенительной системы; C) на полученную противообледенительную систему наносят поверхностное покрытие.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способу контроля и управления, по меньшей мере, одним резистивным нагревательным элементом (1), входящим в состав противообледенительной системы гондолы самолетного турбореактивного двигателя, отличающемуся тем, что он включает этапы: получение параметров наружных условий полета от самолетного центрального блока управления (6), определение тепловой модели, соответствующей полученным условиям полета.

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к способу изготовления противообледенительного элемента гондолы. Способ изготовления элемента (2) гондолы включает в себя следующие этапы: (А) на подложке, используя метод фотолитографии, формируют матрицу нагревательных резисторов; (В) на матрицу, полученную на этапе А, накладывают лист (50, -52) композиционного материала; (С) на изготовленный таким образом противообледенительный узел (13) накладывают внутреннюю оболочку (12).

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно, способу изготовления акустической панели для кромки воздухозаборника самолета, а также к кромке воздухозаборника, снабженной такой панелью, и гондоле газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к области авиации, в частности к противообледенительным системам воздухозаборников. .

Изобретение относится к устройству, позволяющему обнаруживать и удалять слой льда, образуемый на внешней поверхности авиационной конструкции, или наличие жидкости внутри конструкции и/или проникшей в материал конструкции, при этом предлагаемое изобретение, в частности, применимо к авиационным конструкциям сложных форм и во время полета самолета.

Изобретение относится к подаче электричества на электрическое оборудование в двигателе летательного аппарата и/или в окружении. .

Изобретение относится к кромке воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, прикрепленной к задней по потоку секции воздухозаборника и содержащей противообледенительный электронагревательный элемент, а также к соответствующей задней по потоку секции и к гондоле турбореактивного двигателя.

Цепь подачи электропитания летательного аппарата содержит сеть (17) распределения мощности на борту летательного аппарата для электрических устройств (5b), расположенных в авиационном двигателе или вблизи упомянутого двигателя, и генератор (27) подачи мощности, встроенный в авиационный двигатель с тем, чтобы подавать мощность переменного тока в противооблединительную или антиобледенительную систему (5а). Генератор подачи мощности соединен с электромеханическим приводом реверсора тяги (5с) через выпрямитель (1) для подачи мощности постоянного тока в упомянутый привод. Уменьшаются технические требования к выпрямителю. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к оборудованию летательного аппарата. Противообледенительное устройство (1) для гондолы летательного аппарата содержит электрические ленты (5), каждая из которых выполнена из основного проводника (7), ориентированного вдоль ленты (5), которая включает прямолинейные элементы (13) и изогнутые элементы (17. Ленты (5) включают спирали (15), образованные сочетанием нескольких изогнутых элементов (17). Смежные ленты (5) встроены попарно и получают питание от разных источников. Воздухозаборная кромка летательного аппарата включает противообледенительное устройство (1). Группа изобретений направлена на предотвращение образования больших кусков льда. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Электроимпульсное противообледенительное устройство может использоваться для удаления льда с листовых металлических поверхностей, например с обшивок крыльев самолетов. Заявленное устройство содержит ряд индукторов, расположенных вблизи от очищаемой ото льда металлической поверхности. Индукторы связаны с выходами соответствующих модулей, входы которых через выключатель подключены к питающей сети. Каждый из модулей включает в себя зарядное устройство, накопительный конденсатор, управляемый ключ, защитный диод и генератор управляющих импульсов. Вход зарядного устройства соединен с выходом модуля, а выход - с накопительным конденсатором. Выход накопительного конденсатора через управляемый ключ связан с выходом модуля. Параллельно модулю подключен защитный диод. Кроме того, заявленное устройство снабжено блоком регулируемой задержки управляющих импульсов и маломощным источником питания. С входом источника питания соединен вход модуля, а с выходом - питающие входы генератора и блока регулируемой задержки управляющих импульсов. Генератор и блок регулируемой задержки управляющих импульсов соединены последовательно. К выходу блока регулируемой задержки управляющих импульсов подключен вход управляющего ключа. Предлагаемое устройство позволяет обеспечить равномерное распределение работы модулей во времени, а также снижает нагрузку на питающую сеть. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам предотвращения обледенения и запотевания стекла кабины. При способе обогрева лобового стекла летательного аппарата устанавливают три температурных датчика на лобовом стекле и датчик положения шасси, передают в вычислитель показания датчика шасси и любых двух датчиков из трех на лобовом стекле, расхождение между которыми не превышает 3°C. Если условие не выполняется, то выбирают другую пару датчиков из трех датчиков на лобовом стекле. В вычислителе на основе полученной информации определяют среднее значение показаний выбранной пары датчиков с лобового стекла, формируют управляющую информацию и передают ее на выключатель для включения или отключения обогрева лобового стекла. При этом при выпущенном шасси температуру лобового стекла поддерживают в диапазоне 6-15°C, а в полете - в диапазоне 28-38°C. Обеспечивается точное поддержание температуры лобового стекла при неравномерном его обдуве, а также минимальная загрузка вычислителя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх