一种机翼防除冰用光热储能防冰贴及运行方法

本发明涉及一种机翼防除冰用光热储能防冰贴及运行方法，属于机翼防除冰领域。

背景技术：

1、随着飞机的性能得到了提高，机翼结冰问题愈发严重。大气中的过冷液滴撞击到机翼表面时形成积冰，部分过冷液滴随空气流过机翼表面并在机翼后缘与防除冰系统融化的液滴再次凝结形成回流冰。回流冰对飞机的飞行性能和安全性都会带来一定的危害，它会导致飞机失速速度增加、升力减小、操纵性能下降，为确保飞机在飞行中不受回流冰的影响，因此设计一种覆盖回流冰的防除冰系统迫在眉睫。

2、已有部分专利提出了一些机翼防除冰技术及其应用。专利cn208931660u设计了一种射频放电等离子体激励除冰装置，通过射频放电形成等离子体激励温升和压力升高作用于飞机机翼进而实现防除冰，该装置热效率高、功率调节方便，但该装置仅针对机翼前缘除冰问题，无法消除机翼后部形成的回流冰；专利cn108893070b设计了一种光热型低温防覆冰贴膜，通过功能膜层由基底膜、光热层、自修复超疏水层、银纳米线层组成，可以有效地抑制积冰的形成，由于缺少储能部分，该薄膜在缺少太阳能的环境中防除冰效果较差，且难以消除回流冰。

3、本发明设计了一种机翼防除冰用光热储能防冰贴，该防冰贴由光热吸收层、相变储能层、粘附基底、第一粘合胶、第二粘合胶组成。该防冰贴根据飞机的回流冰易生成区域粘附于飞机机翼后部，根据区域的多少灵活调节贴附数目。在飞机飞行过程中光热储能防冰贴持续吸收太阳能并进行光热转换储存至相变储能层，当防冰贴表面产生积冰时通过利用相变储能层中的热量加热防冰贴表面进而实现防除冰。该防冰贴具有储能功能，能够实现分时段防冰，并且通过光热效应节约飞机能源，实现零能耗防冰，并且易于安装，无需进行复杂的操作或使用专业设备即可消除机翼表面回流冰，从而保证飞行安全。

技术实现思路

1、本发明的目的是设计出一种机翼防除冰用光热储能防冰贴，本发明有助于推动机翼防除冰技术、光热转换技术与相变储能技术发展。

2、本申请实施例提供一种机翼防除冰用光热储能防冰贴，由第一防冰贴1、光热吸收层1-1、相变储能层1-2、粘附基底1-3、第一粘合胶1-4、第二粘合胶1-5组成：

3、所述光热吸收层1-1与相变储能层1-2通过第一粘合胶1-4粘合连接，相变储能层1-2与粘附基底1-3通过第二粘合胶1-5粘合连接，光热吸收层1-1与粘附基底1-3包裹相变储能层1-2；

4、所述第二防冰贴2、第三防冰贴3、第四防冰贴4、第五防冰贴5、第六防冰贴6、第七防冰贴7、第八防冰贴8与第一防冰贴1结构相同，依次粘附于机翼9后缘。

5、进一步地，所述第一防冰贴1光热吸收层1-1材料为过渡金属材料碳/氮化物mxene，相变储能层1-2材料为聚乙二醇peg，粘附基底1-3材料为有机硅改性环氧树脂，第一粘合胶1-4、第二粘合胶1-5为单组分脱醇型室温硫化硅橡胶。

6、进一步地，起飞前根据飞行所积累的回流冰数据，在机翼9后部回流冰冰层厚度预测较大的区域粘附防冰贴，飞机起飞后第一防冰贴1、第二防冰贴2、第三防冰贴3、第四防冰贴4、第五防冰贴5、第六防冰贴6、第七防冰贴7、第八防冰贴8受阳光照射，阳光照射至光热吸收层1-1后光热吸收层1-1将太阳能转化为热能，通过第一粘合胶1-4传递至相变储能层1-2，将热能储存至相变储能层1-2中，相变储能层1-2中的储能介质吸热后温度升高融化形成液体，当机翼后部防冰贴上形成回流冰时，相变储能层1-2中的储能介质放热后温度降低凝固并向外放出热量，热量从相变储能层1-2通过第一粘合胶1-4将热量传递至光热吸收层1-1，光热吸收层1-1温度升高，光热吸收层1-1温度升高后融化覆盖在防冰贴上的积冰，待积冰完全融化后，光热吸收层1-1继续吸收光能完成一个循环；

7、进一步地，在使用过程中，防冰贴的光热吸收层1-1会逐渐消耗，导致防冰效果下降，此时使用工具将原有的防冰贴从机翼9表面拆卸下来，避免损坏表面，并使用清洁剂清洁表面，确保表面干净、平整，将新的防冰贴粘附到机翼表面，确保粘附基底1-3与表面充分接触，避免产生气泡和皱折。

技术特征：

1.一种机翼防除冰用光热储能防冰贴，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的机翼防除冰用光热储能防冰贴，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种机翼防除冰用光热储能防冰贴的运行方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种机翼防除冰用光热储能防冰贴的运行方法，其特征在于：

技术总结本发明涉及飞机机翼防除冰领域，具体涉及一种机翼防除冰用光热储能防冰贴。该防冰贴由光热吸收层、相变储能层、粘附基底、第一粘合胶、第二粘合胶组成，光热吸收层、相变储能层、粘附基底通过粘合胶相粘合，且相变储能层被光热吸收层、粘附基底完全包裹。该防冰贴根据回流冰防冰需求粘附于飞机机翼后部，在飞机飞行过程中持续吸收太阳能并进行光热转换储存至相变储能层，当防冰贴表面产生积冰时通过利用相变储能层中的热量加热防冰贴表面进而实现防除冰。该防冰贴具有储能功能，能够实现分时段防冰，并且通过光热效应节约飞机能源，实现机翼后部的零能耗防冰。技术研发人员：高涛,王歆铖,王瑜,陶飞宇受保护的技术使用者：南京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17