[其他]前緣表面除冰的方法與裝置

無效

• 申請號: 87101760
• 申請日: 1987-01-27
• 公開（公告）號: CN87101760A
• 公開（公告）日: 1987-09-23
• 發明（設計）人: 詹姆斯·A·布里斯科;詹姆斯·克拉格·普特;羅納德·威尼·菲利浦斯
• 申請（專利權）人: B·F·古德里奇公司
• 主分類號: B64D15/18
• 分類號: B64D15/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 馬江立

本發明涉及前緣表面除冰的方法與裝置。準確地說，本發明與飛機前緣表面，如機翼、支柱、安定面及螺旋漿的除冰有關。具體地說，本發明涉及用于前緣表面的靠壓縮空氣驅動的除冰器。

自從有了動力推動的飛行術，出現飛機以來，在某些飛行情況下，總要擔心飛機的零件表面，如機翼和支柱的表面產生積冰。積冰現象若不加制止，可能發生飛機因積冰的附加重量而過載及因改變了機翼的翼面形狀，而突然發生不能飛行的狀況。研究克服在飛行的情況下積冰的方法，已經持續了一段時間，并獲得了三種接近于解決積冰的方法，其除冰的方法眾所周知。

在一種前緣除冰的形式中，飛機部件的前緣表面堆積了冰，被流過飛機的空氣沖擊，而有的部位氣流是靜止的，用加熱的方法消除積冰與飛機零件之間的粘附力。一旦失去粘附力，通常冰則被流過飛機的氣流從飛機部件上吹走。加熱前緣的兩種方法已受歡迎。一種方法是加熱元件放在飛機零件的前緣區域，并用貼附在前緣的橡膠保護罩罩著，或是加熱元件與飛機零件的表層結構合成一體。所說的加熱元件，通常是用電能加熱，電源由一個或多個飛機發動機驅動而供電。通常通過通電、斷電以提供足夠的熱量以熔化積冰。一般非常小的飛機是由一個或兩個發動機驅動的，這樣就不能提供足夠的電能用來除冰。

另一種加熱方式是采用渦輪發動機的一級或多級壓縮而升高氣體的溫度并使它循環地通過前緣零件如機翼和支柱，可有效地除冰或防止積冰。在由渦輪發動機驅動的飛行上使用上述的方法，就是通常所說的從壓氣機中引氣，或是利用飛機渦輪機的旁通蒸汽，結果使渦輪發動機的燃料消耗增加，動力輸出降低。

在特殊的情況下，化學制品用于飛機的所有的或部分的表面上，以減小冰對飛機的粘附力或是降低聚集在飛機表面上的水的冰點。

此外，通常除冰還使用機械除冰方法。在主要的能大量使用的機械除冰設備中，氣動除冰，即在飛機的機翼或支柱零件的前緣區域布滿多個可膨脹的象管子一樣的結構，這些結構能被輸入加壓流體。加壓的流體一般是空氣。當充氣時，管狀結構能擴脹機翼或支柱的前緣表面的形狀，而破裂開聚積在上面的冰，使其散落到流過飛機零件上的氣流中。一般這種象管子一樣的結構牢固而平行地沿飛機部件的前緣表面布置。對于翼面如機翼和安定面，這些管子結構可以延伸到翼面的整個寬度。常常有多個管子結構位于機翼或支柱上，并且是平行于機翼或支柱的前緣，按翼弦方向排列，順序地離開前緣。這些管可除去翼面或支柱前緣表面上的積冰。

通常，氣動除冰器是由類似橡膠或有可靠彈性的混合物構成。一般構成除冰器的管子的材料能膨脹或延伸40%或更多。當充氣循環時能使除冰器的外形（及前緣）顯著地變化，借此破裂開前緣表面上的積冰。至少在需要大量充氣獲得高膨脹的管子部分，通常所要求的充氣時間平均大約在2至6秒之間。

通常構成這些常規的氣動除冰器的橡膠或類似橡膠的材料，具有的彈性模數大約為6900KPa。作為眾所周知的冰，它所具有的彈性模數使積冰在支承冰的積聚表面上變化較小。據報導，冰的彈性模數是不同的，大約在275，000KPa至3，450，000KPa之間。然而，用于常規的除冰器上的橡膠混合物的彈性模數，明顯地不同于所涉及的積冰的彈性模數，當除冰器充氣作用時，這些混合物產生很大的膨脹，從而破裂開即脹裂其上面的積冰。隨之，積冰被沖擊性的氣流吹掃掉。

冰在堆積過程為適應支承積冰表面的局部變化，所以只能是比較緩慢地進行。冰的積聚要適應于支承表面的外形變化現象，在某些方面與熱塑材料的冷變形相類似。冰積聚時遇到非常迅速而較小的變形，冰層不能適應于這種迅速的變化，而象錘擊一樣地破碎。新近，已經揭示出，如美國專利US3，549，946所公開的，機翼或安定面的前緣采用電動機械的錘擊，它有助于除去前緣表面上的積冰。但是一段時間以來的事實表明，由于前緣表面對錘擊所產生的應力疲勞敏感，阻礙了這種電動機械錘擊方法的廣泛發展。

一種前緣除冰裝置，它既不采用電熱除冰器，也不采用氣動除冰器-該裝置在整個充氣階段的膨脹時期能顯著地改變前緣外形，因此這種有效控制前緣的操作裝置能真正地用于工業中。另外該裝置不會產生象電動機械錘擊那樣去損害那些可長時期使用的結構，所以此種除冰裝置能得到工業上的應用。