[發明專利]一種飛行器防冰除冰裝置

無效

• 申請號: 200910088104.1
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN101590914A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 宋星;安樂;魏博;余亮;何景武
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64D15/12
• 分類號: B64D15/12;G05B19/042
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及一種飛行器的智能防冰除冰裝置，屬于安全防護技術領域，特別涉及快速高效防冰的應用技術，適用于飛機、導彈等對防冰、除冰有高速高效率要求的領域。

背景技術

結冰問題嚴重危害飛機、導彈的安全性。飛行器表面出現冰層，會嚴重阻礙空氣的流動，增大氣動阻力；尤其是翼面上的冰極大地改變其氣動外形，使升力急劇減小；發動機前端的冰塊在脫落時極易被吸入高速轉動的發動機，導致發動機失效。在飛行器穿越含有過冷水滴的云層時，其表面結冰是很常見的現象，尤其是當飛行器高速飛行時，結冰速度極快，可達60～100毫米/秒。當前解決飛行器結冰問題的技術瓶頸在于如何在盡可能小地影響飛行器氣動外形的前提下，盡可能快而有效地降低飛行器表面結冰的風險。

為防止飛行器表面結冰，現有的結冰預測手段主要有兩種：人工目測和固定位置檢測；防冰技術主要有兩種：持續加熱和人工控制加熱。人工目測不能及時準確地判斷結冰的狀況；常規的結冰傳感器的布放位置受氣動外形影響，且不可避免地會對氣動布局產生不利影響。持續加熱的除冰手段不加區別地處理飛行器表面結冰情況，會導致除冰不足和過度加熱，不僅熱量使用效率低下，而且在除冰不足的情況下會導致飛行事故；人工控制加熱避免了持續加熱的弊端，但同時存在人工判斷不及時和誤判的情況。

因此上述檢測和除冰方法均不適合飛機和導彈等要求高速高效防冰的安全防護領域。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有各種檢測和防冰、除冰方法的不足，提供一種滿足高速高效防冰需要的防冰除冰裝置。

一種飛行器防冰除冰裝置，包括結冰檢測單元、數據處理單元、接口電路和電加熱單元；

所述的結冰檢測單元用來檢測冰層厚度信息，并以電壓或電流或頻率的形式輸出給數據處理單元，數據處理單元對該電壓或電流或頻率信號進行處理后得到結冰層的外形，同時輸出一個除冰控制信號，然后該除冰控制信號通過接口電路轉換成工作電流，工作電流進入電加熱單元開始加熱冰層。

本發明的優點在于：

(1)本發明的結冰檢測單元采用的傳感器體積小，重量輕，對飛行器的氣動外形影響可以忽略；

(2)諧振式結冰傳感器的輸出為頻率輸出，抗干擾能力強；本發明裝置結構簡單，易于批量生產；

(3)電加熱單元采用大電流脈沖加熱，響應速度快，電熱利用效率高。

附圖說明

圖1為本發明采用諧振式結冰傳感器時的結構示意圖；

圖2為結冰傳感器的諧振梁表面無冰情況下的諧振梁示意圖；

圖3為結冰傳感器的諧振梁表面有冰情況下的諧振梁示意圖；

圖4為機翼前緣形成槽形冰堆示意圖；

圖5為機翼槽形冰堆破裂示意圖；

圖6為三角脈沖電流強瞬時電流和小平均電流示意圖。

圖中：

1-結冰檢測單元????????2-數據處理單元??3-接口電路??4-電加熱單元

101-諧振式結冰傳感器??401-加熱絲??????5-諧振梁

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種飛行器防冰除冰裝置，如圖1所示，包括結冰檢測單元1、數據處理單元2、接口電路3和電加熱單元4；所述的結冰檢測單元1用來檢測冰層厚度信息，并以電壓或電流或頻率的形式輸出給數據處理單元2，數據處理單元2對該電壓或電流或頻率信號進行處理后得到結冰層的外形，同時輸出一個除冰控制信號，然后該除冰控制信號通過接口電路3轉換成工作電流，工作電流進入電加熱單元4開始加熱冰層。

結冰檢測單元1包括若干個結冰傳感器，所述的結冰傳感器為諧振式結冰傳感器101或電容式結冰傳感器或光反射式結冰傳感器或電導式結冰傳感器。數據處理單元2采用DSP處理器或FPGA處理器或單片機或ARM處理器；所述的電加熱單元4包括若干個電熱絲或電熱膜或電加熱纖維；所述的接口電路3可以采用晶閘管。