[發(fā)明專利]一種嵌入式進氣道唇口防冰加熱組件及制作方法

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• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113955124A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 崔艷超;張宏亮;李澤;康維維
• 申請（專利權）人: 天津航空機電有限公司
• 主分類號: B64D15/12
• 分類號: B64D15/12
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張淑華

本發(fā)明涉及飛機電熱除冰技術領域。具體涉及一種嵌入式進氣道唇口防冰加熱組件及制作方法。包括加熱功能單元(1)、測溫功能單元(2)、過流保護單元(3)、電連接單元(4)；本發(fā)明的加熱組件采用加熱元件、測溫元件一體化設計，具有加熱、測溫的復合功能。加熱元件采用正弦曲線形狀設計，具有和復合材料隨型好、易變形、抗疲勞的優(yōu)點；測溫單元使用銀納米線作為感溫材料制備了柔性測溫單元，可以測量整個發(fā)熱面的溫度，可以避免傳統(tǒng)點式鉑電阻或熱電偶尺寸較大，嵌入飛機復合材料內部后，表面容易出現鼓包、強度降低的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及飛機電熱除冰技術領域。具體涉及一種嵌入式進氣道唇口防冰加熱組件及制作方法。

背景技術

飛機唇口、進氣道的外形為復合材料且較為復雜的雙曲結構曲面，飛機唇口、進氣道發(fā)生輕度結冰就會降低飛機的飛行性能，威脅飛機的飛行安全，目前飛機防/除冰主要應用在機翼、尾翼、唇口、進氣道等典型部位，電加熱防冰主要分為貼裝式電加熱防冰、嵌入式電加熱防冰兩種結構形式。

從檢索國內外相關資料來看，在飛機的機翼、尾翼、旋翼等普通曲面、厚度較厚部位已經有嵌入式加熱技術的應用。但是還未見有薄壁雙曲進氣道唇口的嵌入式加熱防冰技術方案，目前主要采用貼裝式方案解決。

目前飛機復合材料唇口、進氣道的除冰技術主要面臨以下技術難題：

(1)傳統(tǒng)加熱元件的隨型性能較差

由于唇口特殊的薄壁雙曲率結構，目前常用的加熱元件是電熱片、電阻絲或金屬網，但是這些加熱元件存在單獨與復合材料鋪放，隨形固化性較差，容易出現分層、貼合性不好，從而導致復合材料出現貧膠、褶皺等缺陷，極大影響了復合材料的結構強度。

(2)傳統(tǒng)點式測溫元件的局限性，導致控溫難度大

為了防止飛機復合材料蒙皮過溫，加熱部件中采用傳統(tǒng)的點式鉑電阻或熱電偶傳感器進行溫度監(jiān)控。

由于傳統(tǒng)點式鉑電阻或熱電偶尺寸較大，適合安裝在復材外部，嵌入復合材料內部難度較大，飛機蒙皮表面容易出現鼓包、強度降低。

傳統(tǒng)點式鉑電阻或熱電偶只能測量某個點具備溫度，由于復合材料導熱性較差，如果傳感器數量少會出現測量不準確的問題，這樣以局部

溫度點進行控制，存在測量不準確，由于復合材料導熱性較差，會出現加熱不均勻現象，容易出現“熱點”，有些部位達不到防除冰效果，有些部位過溫又造成不必要的能源浪費。

(3)傳統(tǒng)過流保護元件通斷次數少，可靠性指標低

傳統(tǒng)電防冰加熱過流保護元件采用傳統(tǒng)的金屬觸點結構，隨著“觸點”通斷次數增加，觸點材料會疲勞老化，存在發(fā)生斷裂的風險，材料可靠性較低，不滿足新型防冰過流保護技術的要求。

(4)傳統(tǒng)電連接元件接觸面積少，搭接電阻大

傳統(tǒng)電連接元件與加熱單元之間采用搭接工藝，隨著通電工作時電流增大，電阻絲易燒斷，主要是電阻絲在排列和膠接過程中發(fā)生的易搭接問題。

傳統(tǒng)電連接元件與加熱單元之間采用大面積手工搭接錫焊，由于匯流條為金屬材料，散熱較快，大面積手工焊接存在難度大、焊接后強度低的問題。

傳統(tǒng)飛機防冰采用的加熱網，為鎳絡合金材料，電阻絲直徑大、柔韌性差，無法制成適合雙曲薄壁構型進氣道的柔性加熱功能單元。

鑒于上述內容可知，如何能夠設計一種適合薄壁雙曲唇口結構的加熱組件，能夠同時滿足加熱、測溫、過流保護、電連接等條件，成為了防除冰領域，亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種帶有防除冰功能的雙曲構型復合材料唇口、進氣道的防除冰加熱組件。