Электроимпульсное противообледенительное устройство

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.

 

Предложение может использоваться для удаления льда с листовых металлических поверхностей, например с обшивок крыльев самолетов, судовых конструкций, металлических крыш зданий, а при использовании промежуточных металлических пластин (“спутников”) и с неметаллических поверхностей.

Известны электроимпульсные противообледенительные системы для самолета [патент US 4678144, МПК B64D 15/16, 7.07.1987 и патент US RE 38024, МПК B64D 15/00, МПК 64D 15/16, 11.03.2003], содержащие преобразователь напряжения бортовой сети в постоянное напряжение высокого уровня, емкостной накопитель энергии, индукторы, размещенные вдоль крыльев самолета, управляемые ключи, источник питания для логических схем и генератор управляющих сигналов. Системы характеризуются централизованным принципом построения, при котором все индукторы работают от одного накопительного конденсатора и от одного генератора управляющих импульсов. Недостаток устройства заключается в большом числе кабелей, связывающих отдельные элементы системы, наличии на борту самолета высокого напряжения, снижающего надежность и безопасность эксплуатации системы, а также в большой длине разрядных контуров, имеющих существенные величины паразитных индуктивностей и активных сопротивлений, снижающих эффективность системы. Кроме того, при повреждении одного из общих элементов устройства (зарядного устройства, накопительного конденсатора или генератора управляющих импульсов) нарушается работа всей системы целиком.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является автономная аппаратура для удаления льда с поверхностей самолета, использующая энергию магнитного импульса [патент US 4895322, МПК B64D 15/18, 23.01.1990]. Аппаратура состоит из множества модулей, подключенных на параллельную работу от бортовой сети и включающих в себя зарядное устройство, накопительный конденсатор, управляемый ключ, вольточувствительный генератор управляющих импульсов, элемент подогрева, температурочувствительный ключ и индуктор, прилегающий к очищаемому участку поверхности крыла. Аппаратура реализует децентрализованный принцип построения, при котором работа модулей не зависит друг от друга. В модулях используется пониженное зарядное напряжение и к ним подводится минимальное количество кабелей. Недостатком устройства является то, что при его включении происходят практически одновременные заряд и последующий разряд накопительных конденсаторов всех модулей с многократным повторением указанных процессов. Это вызывает, во - первых, сильные электромагнитные помехи, а во - вторых, приводит к перегрузке питающей сети самолета, имеющей ограниченную мощность. Исследованию электромагнитного излучения модульной низковольтной электроимпульсной противообледенительной системы посвящен доклад - P. Zieve, В. Hubber, J. Ng “Electromagnetic Emissions From a Modular Low Voltage Electro-Impulse De - Icing System”, AD-A208 191, DOT/FAA/CT-88/31, march 1989, подтверждающий достаточно высокий уровень данного излучения. Однако в докладе не учтен кумулятивный эффект, создаваемый множеством практически одновременно срабатывающих модулей и вызывающий существенно более высокий уровень электромагнитных помех.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить равномерное распределение работы модулей во времени, что значительно уменьшает уровень электромагнитных помех, излучаемых устройством, а также снижает нагрузку на питающую сеть. Таким образом, уменьшается влияние устройства на другие электронные и электротехнические системы самолета и повышается надежность и безопасность его эксплуатации.

На фиг.1 представлена функциональная схема электроимпульсного противообледенительного устройства, на фиг.2 - возможная реализация блока регулируемой задержки управляющих импульсов.

Электроимпульсное противообледенительное устройство содержит ряд индукторов 1-1÷1-n, расположенных вблизи от очищаемой ото льда металлической поверхности 2 и связанных с выходами соответствующих им модулей 4-1÷4-n, входы которых через выключатель 5 подключены к питающей сети 6. Каждый из модулей 4 (4-1÷4-n) включает в себя зарядное устройство 7, накопительный конденсатор 8, управляемый ключ (тиристор) 9, защитный диод 10 и генератор управляющих импульсов 11. Вход зарядного устройства 7 соединен с входом модуля 4, а выход - с накопительным конденсатором 8, выход которого через тиристор 9 связан с выходом 3 модуля 4. Параллельно выходу 3 подключен защитный диод 10.

Устройство снабжено блоком регулируемой задержки управляющих импульсов 12 и маломощным источником питания 13. С входом источника 13 соединен вход модуля 4 (4-1÷4-n), а с выходом - питающие входы последовательно соединенных генератора 11 и блока 12, к выходу последнего из которых подключен управляющий вход тиристора 9.

Блок регулируемой задержки управляющих импульсов 12 выполнен на селекторе-мультиплексоре 14, дешифраторе 15 и двоичном счетчике 16. Счетный вход С1 счетчика 16 соединен с входом блока 12, выходы старших трех разрядов - с адресными входами дешифратора 15, а выходы младших трех разрядов - с адресными входами селектора - мультиплексора 14. Один из информационных входов селектора - мультиплексора 14 подключен к шине питания, а другие информационные входы - к нулевой шине. Вход стробирования С селектора - мультиплексора 14 подсоединен к одному из выходов дешифратора 15, а выход - к выходу блока 12.

Электроимпульсное противообледенительное устройство работает следующим образом.

При замыкании выключателя 5 на модули 4-1÷4-n поступает напряжение сети 6, под действием которого через зарядные устройства 7 начинают заряжаться конденсаторы 8. Одновременно с этим через источники 13 запитываются генераторы 11 и блоки 12. Блок 12 каждого модуля 4-1÷4-n настроен на свою величину временной задержки, пропорциональную номеру модуля 4 (4-1÷4-n) и кратную отношению времени заряда накопительного конденсатора 8 к общему числу модулей. Так, например, при времени заряда конденсатора 32 сек и общем числе модулей 4 (4-1÷4-n)-64 штуки временные задержки управляющих импульсов для двух соседних модулей будут отстоять друг от друга на 0,5 сек. Для первого модуля задержка может отсутствовать. В результате, в момент включения питания открывается тиристор 9 модуля 4-1 через 0,5 сек открывается тиристор 9 модуля 4-2, разряжая соответствующий конденсатор 8 на второй индуктор 1-2 и т.д. Диоды 10 защищают конденсаторы 8 от перезаряда в отрицательной полярности. При этом на первом цикле работы конденсаторы 8 не будут полностью заряженными, благодаря чему обеспечивается “мягкий” режим включения устройства. Ко второму и последующим циклам работы конденсаторы 8 успеют полностью зарядиться и импульсы силового воздействия индукторов 1-1÷1-n на металлическую поверхность 2 достигнут своей оптимальной величины.

Блоки 12 для всех модулей 4-1÷4-n могут быть реализованы по одной схеме, отличающейся только расположением перемычек между информационными входами селектора-мультиплексора 14, шиной питания и нулевой шиной, а также между выходами дешифратора 15 и входом стробирования С селектора-мультиплексора 14. Приведенный на фиг.2 пример реализации блока 12 рассчитан на обслуживание 64 модулей 4 (4-1÷4-n). Перемычка между выходами дешифратора 15 и входом стробирования С селектора-мультиплексора 14 определяет номер группы (от 1 до 8) модулей из 8 шт., входящих в общее число модулей - 64, перемычка между шиной питания и одним из информационных входов селектора-мультиплексора 14 (при условии что остальные информационные входы заземлены) определяет конкретный номер модуля из данной группы. Так, для формирования задержки для модуля под 25-м номером (входящего в четвертую группу под номером 1) необходимо установить перемычку между четвертым входом (“3”) дешифратора 15 и входом стробирования С селектора - мультиплексора 14 и перемычку между шиной питания и первым входом (“0”) селектора-мультиплексора 14 (см. фиг.2). Аналогичным образом настраиваются блоки 12 для остальных модулей 4 (4-1÷4-n). В результате на выходе блока 12 управляющий импульс появится тогда, когда счетчик 16 отсчитает номер соответствующего модуля 4 из множества 4-1÷4-n. Длительность управляющих импульсов на выходе блока 12 будет равна периоду следования импульсов на выходе генератора 11, а их период превысит его в число раз, равное количеству модулей и в то же время будет равен времени заряда накопительных конденсаторов 8. При изменении в устройстве количества модулей 4-1÷4-n соответствующим образом изменяется число состояний блока 12, например, с помощью обратных связей в счетчике 16, а также путем изменения разрядности элементов 14, 15, 16.

Благодаря введению в устройство блоков 12 моменты срабатывания модулей 4-1÷4-n равномерно распределяются во времени, создавая оптимальную нагрузку на бортовую питающую сеть самолета и не приводя к суммированию электромагнитных излучений от различных модулей 4-1÷4-n, способных вызвать сбой и помехи в других электронных и электротехнических системах самолета.

Блоки 12 могут быть также реализованы с помощью таймеров, создающих требуемые задержки импульсов, поступающих от генераторов 11. При этом усложняется процесс их настройки, связанный с регулировкой аналоговой RC-цепи. В блоках 12 возможно использование и микроконтроллеров, требующих соответствующего программирования.

Помимо использования устройства в авиации целесообразно его применение и для удаления сосулек с крыш зданий, в частности с крыш помещений с повышенной влажностью, таких как опытовые и плавательные бассейны.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации объектов, подверженных обледенению, характеризуется простотой и универсальностью примененного технического решения, не требует существенных материальных затрат и не приводит к увеличению массы и габаритов изделия.

1. Электроимпульсное противообледенительное устройство, содержащее ряд индукторов, расположенных вблизи от очищаемой ото льда металлической поверхности и связанных с выходами соответствующих им модулей, входы которых через выключатель подключены к питающей сети, а каждый из модулей включает в себя зарядное устройство, накопительный конденсатор, управляемый ключ, защитный диод и генератор управляющих импульсов, причем вход зарядного устройства соединен с входом модуля, а выход - с накопительным конденсатором, выход которого через управляемый ключ связан с выходом модуля, параллельно которому подключен защитный диод, отличающееся тем что оно снабжено блоком регулируемой задержки управляющих импульсов и маломощным источником питания, с входом которого соединен вход модуля, а с выходом - питающие входы последовательно соединенных генератора и блока регулируемой задержки управляющих импульсов, к выходу последнего из которых подключен вход управляющего ключа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок регулируемой задержки управляющих импульсов выполнен на селекторе-мультиплексоре, дешифраторе и двоичном счетчике, счетный вход которого соединен с входом блока, выходы старших трех разрядов - с адресными входами дешифратора, выходы младших трех разрядов - с адресными входами селектора - мультиплексора, один из информационных входов которого подключен к шине питания, другие информационные входы - к нулевой шине, вход стробирования - к одному из выходов дешифратора, а выход - к выходу блока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции высокоотражающих зеркал с обогревом, применяемых в качестве декоративных фасадных стекол зданий, автомобильных зеркал, обеспечивающих безопасность эксплуатации транспортных средств, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений.

Изобретение может быть использовано на всех видах транспорта, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений. Зеркало с обогревом содержит стеклянную подложку, с тыльной стороны которой последовательно расположены слой из оксида титана геометрической толщиной 50-60 нм, затем слой из оксида кремния геометрической толщиной 66-76 нм, затем отражающий слой из алюминия толщиной 100-300 нм.

Изобретение относится к электротермии, а более конкретно к изделиям из многослойных электрообогреваемых стекол, и предназначено как для использования в качестве плоских стеклянных электронагревателей, так и в качестве стеклянных крыш, стеклопакетов, подогревателей различных сред.

Изобретение относится к незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системе, содержащей: тепловырабатывающий стеклянный блок, который отделяет внутреннюю область помещения от наружной области и который включает обычное стекло и тепловырабатывающее стекло; блок измерения температуры поверхности стекла, размещенный на внешней стороне тепловырабатывающего стекла, блок управления, тепловырабатывающий стеклянный блок; и блок источника питания, Способ управления незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системой, содержащий: этап, на котором одновременно измеряют температуру и относительную влажность внутренней области помещения и температуру поверхности тепловырабатывающего стекла; вычисляют точку образования отпотевания на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения; сравнивают температуру поверхности тепловырабатывающего стекла и температуру точки образования отпотевания; и четвертый этап, на котором возвращаются к первому этапу или нагревают тепловырабатывающее стекло в зависимости от результата сравнения на третьем этапе.

Изобретение относится к конструкции высокоотражающих зеркал с обогревом, применяемых в качестве автомобильных зеркал, обеспечивающих безопасность эксплуатации транспортных средств, декоративных фасадных стекол зданий, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений.

Изобретение может быть использовано на всех видах транспорта, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений. Зеркало с обогревом содержит стеклянную подложку, с тыльной стороны которой последовательно расположены слой из оксида титана толщиной 50-60 нм, затем слой из оксида алюминия толщиной 55-65 нм, затем отражающий слой из алюминия толщиной 100-300 нм.

Предлагаемое техническое решение относится к области производства зеркал, а именно зеркал с обогревом, используемым, например, в качестве наружных зеркал заднего обзора транспортного средства.

Изобретение относится к конструкции зеркал с обогревом, применяемых в качестве автомобильных зеркал. .

Изобретение относится к конструкции зеркал с обогревом. .

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.

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).

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.

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 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.

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.

Наверх