一种旋翼桨叶除冰系统和方法与流程

本发明涉及旋翼除冰，尤其涉及一种旋翼桨叶除冰系统和方法。

背景技术：

1、由于飞行环境的复杂多样，在很多情况下飞机旋翼(或螺旋桨)都会结冰。旋翼结冰主要在以下三个方面造成影响：1)引起旋翼失稳，导致严重的振动和控制困难；2)造成旋翼翼型气动性能大大恶化，增加阻力，升力系数下降，升阻比下降；3)结冰时，为了维持旋翼转速会增大功率，从而加大了飞机的额外负担。因此，为了保证飞机的正常的飞行性能，需要对旋翼进行防冰或除冰。

2、目前，比较成熟且实用的旋翼防(除)冰技术是采用电热除冰系统对旋翼桨叶进行加热，使结冰能够在旋翼旋转产生的离心力的作用下甩出，以达到除冰的目的。现有的电热除冰系统有桨叶整体加热方式和分区加热方式，当采用分区加热方式对桨叶进行除冰时，分别将加热元件分区布置在桨叶的不同部位，这些区域通常是最容易结冰的部位，但该方式在除冰过程中容易引起桨叶剧烈震动，导致飞行安全风险。

3、此外，现有的旋翼电热除冰系统的线缆较多，线缆装配具有很大的难度。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种旋翼桨叶除冰系统和方法，用以解决现有的电热除冰系统加热除冰时容易造成桨叶旋转角度不平衡而引起桨叶剧烈震动的技术问题。

2、一方面，本发明实施例提供了一种倾转旋翼飞机的桨叶除冰系统，所述系统包括：结冰探测器、除冰控制装置和多个加热元件，

3、所述结冰探测器检测到结冰时发送结冰信号；

4、旋翼的每个桨叶上均沿其展向划分有多个加热区，并且每个所述桨叶划分出的加热区的数量和位置均一致，每个所述加热区上均设置有一个所述加热元件，各桨叶旋翼旋转方向对应位置的所述加热元件为一组；

5、所述除冰控制装置接收到所述结冰信号时控制所述加热元件周期性地执行加热除冰操作；

6、其中，所述加热除冰操作为各组所述加热元件按照预设顺序依次对相应的加热区进行加热。

7、基于上述系统的进一步改进，所述系统还包括：配电装置，每个所述旋翼分别配置一个所述配电装置，所述配电装置与供电装置连接，

8、所述配电装置具有多条配电通道，每组所述加热元件分别与所述配电装置的一个所述配电通道连接；

9、所述除冰控制装置接收到结冰信号时向所述配电装置发送除冰指令以控制所述配电通道的通断，从而控制各组所述加热元件依次对所述加热区进行周期性的加热除冰操作。

10、基于上述系统的进一步改进，所述配电装置设置在所述旋翼的桨毂处，

11、所述供电装置通过滑环与所述配电装置连接，所述滑环设置在所述旋翼的旋翼轴的端部，所述滑环的一端与所述供电装置连接，另一端与所述配电装置连接。

12、基于上述系统的进一步改进，所述配电装置包括：主控板和固态功率控制器，

13、所述固态功率控制器与所述供电装置连接，所述固态功率控器具有多条所述配电通道；

14、所述主控板与所述除冰控制连接，以接收所述除冰控制装置发送的除冰指令；所述主控板与所述固态功率控制器连接，所述主控板根据接收到的除冰指令控制所述固态功率控制器的所述配电通道的通断。

15、基于上述系统的进一步改进，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器检测环境温度并将获取的环境温度发送至所述除冰控制装置；

16、所述结冰探测器检测到结冰时计算大气液态水含量，并将所获取的大气液态水含量发送至所述除冰控制装置；

17、其中，所述除冰控制装置接收到结冰信号时，根据所述环境温度和所述大气液态水含量计算加热除冰操作的周期、每个周期中各加热元件的加热时间和相邻两个周期之间间隔的系统断热时间。

18、基于上述系统的进一步改进，所述结冰信号包括轻微结冰信号和严重结冰信号，

19、所述结冰探测器检测到轻微结冰时发送轻微结冰信号，所述结冰探测器检测到严重结冰时发送严重结冰信号，

20、其中，轻微结冰时的加热除冰操作的周期时长和每个周期中各加热元件的加热时间分别小于严重结冰时的加热除冰操作的周期时长和各加热元件的加热时间；

21、轻微结冰时的系统断热时间大于严重结冰时的系统断热时间。

22、基于上述系统的进一步改进，所述预设顺序为：沿所述桨叶展向从所述桨叶靠近旋翼轴的一端至其远离所述旋翼轴的另一端。

23、基于上述系统的进一步改进，所述加热区的面积均相等，并且每个周期的加热除冰操作中每组加热元件的加热时间相同。

24、基于上述系统的进一步改进，所述加热元件为加热片、加热网或者加热垫，

25、所述加热元件敷设在所述桨叶的叶片前缘，并且所述加热元件从所述叶片前缘的上翼面延伸在所述叶片前缘的下翼面。

26、另一方面，本发明提供一种旋翼桨叶除冰方法，基于如上所述的系统实现，所述方法包括：

27、旋翼的每个桨叶上均沿其展向划分为多个加热区，并且每个所述桨叶划分出的加热区的数量和位置均一致，将各桨叶旋翼旋转方向对应位置的所述加热区设为一组；

28、检测到结冰时，对所述旋翼的桨叶进行周期性的加热除冰操作；

29、其中，所述加热除冰操作为：按照预设顺序依次对各组所述加热区进行加热。

30、有益效果

31、1、本发明中，每个所述桨叶的划分出的加热区的数量和位置均一致，并且在进行加热除冰操作时将各桨叶旋翼旋转方向对应位置的加热元件设为一组同时对相应的加热区进行加热，从而能够保证在每一时刻是对旋翼的所有桨叶的相同位置的加热区进行加热的，使冰层脱落具有一定的一致性，避免造成桨叶旋转角度的不平衡而引起桨叶剧烈震动，进而造成飞行事故。

32、2、本发明中，设置了具有多条配电通道的配电装置，每个配电通道分别与一组加热元件连接，从而使供电装置能够同时向该组加热元件供电，控制简单，并且使该组的每个加热元件的加热功率是一致的，有利于保证冰层脱落的一致性。同时，通过设置配电装置，能够将每组加热组件的连接线缆集中在一起，从而简化了系统的线缆数量，降低了线缆装配难度，并有利于降低电缆内阻消耗，减轻系统重量。

33、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种旋翼桨叶除冰系统，其特征在于，所述系统包括：结冰探测器、除冰控制装置和多个加热元件，

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：配电装置，每个所述旋翼分别配置一个所述配电装置，所述配电装置与供电装置连接，

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述配电装置设置在所述旋翼的桨毂处，

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述配电装置包括：主控板和固态功率控制器，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器检测环境温度并将所获取的环境温度发送至所述除冰控制装置；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述结冰信号包括轻微结冰信号和严重结冰信号，

7.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述预设顺序为：沿所述桨叶展向从所述桨叶靠近旋翼轴的一端至其远离所述旋翼轴的另一端。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述加热区的面积均相等，并且每个周期的加热除冰操作中每组加热元件的加热时间相同。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述加热元件为加热片、加热网或者加热垫，

10.一种旋翼桨叶除冰方法，基于权利要求1-9中任一项所述的系统实现，其特征在于，所述方法包括：

技术总结本发明涉及一种旋翼桨叶除冰系统和方法，属于旋翼除冰技术领域，解决了现有的电热除冰系统加热除冰时容易造成桨叶旋转角度不平衡而引起桨叶剧烈震动的技术问题。本发明的系统包括：结冰探测器、除冰控制装置和多个加热元件，结冰探测器检测到结冰时发送结冰信号；旋翼的每个桨叶上均沿其展向划分有多个加热区，每个加热区上均设置有一个加热元件，各桨叶旋翼旋转方向对应位置的加热元件为一组，除冰控制装置接收到结冰信号时控制加热元件周期性地执行加热除冰操作；其中，加热除冰操作为各组加热元件按照预设顺序依次对相应的加热区进行加热。本发明中，对旋翼桨叶进行加热除冰时，能够避免造成桨叶旋转角度的不平衡而引起桨叶剧烈震动。技术研发人员：杨程受保护的技术使用者：西安联飞智能装备研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4