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CN106240828A - 一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置 - Google Patents

一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置 Download PDF

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Publication number
CN106240828A
CN106240828A CN201610600541.7A CN201610600541A CN106240828A CN 106240828 A CN106240828 A CN 106240828A CN 201610600541 A CN201610600541 A CN 201610600541A CN 106240828 A CN106240828 A CN 106240828A
Authority
CN
China
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icing
rotor
magnetizing
deicer
super
Prior art date
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Pending
Application number
CN201610600541.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张以都
陈龙
吴琼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
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Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
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Publication of CN106240828A publication Critical patent/CN106240828A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/12—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by electric heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

本发明涉及一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，属于旋翼防冰和除冰技术领域。该装置安装在直升机旋翼结冰区域表面，主要部件包括：翼型强磁体、电热线圈、包铁、绝缘隔热层及用于检测旋翼结冰厚度的结冰传感器；翼型强磁体形状与旋翼翼型相同；绝缘隔热层由复合材料制成；本发明通过磁化过冷水滴来增大过冷水滴过冷度，减少旋翼表面结冰量，并通过电热丝加热包铁的方式，对直升机旋翼表面进行防、除冰工作，具有防/除冰原理新颖，耗能低、除冰彻底等特点，能够满足在多种不同恶劣气象环境下及在不同结冰状态下的防、除冰要求。

Description

一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置
技术领域
本发明涉及一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，属于旋翼防冰和除冰技术领域。
背景技术
直升机旋翼在高空遇含有过冷水滴的云层时会在旋翼迎风表面出现结冰现象，结冰严重时甚至会导致直升机发生飞行事故。现有的固定翼防/除冰技术已较为成熟，但针对直升机旋翼高速旋转、周期性挥舞、旋翼周围流场复杂、旋翼内部空间狭小等特点，相关成熟的防/除冰技术较少。因此，研究新型快速、高效、节能的直升机旋翼防冰和除冰技术具有重要意义。
相关研究表明，过冷水滴通过直流电磁化后能够降低最低不结晶温度，并增大过冷水滴的过冷度。同时，研究表明磁场作用对液态水的过冷和结晶过程机理主要与水分子的氢键连接有关，磁场可以降低分子间的氢键束缚能，释放自由水分子，过冷态的水能够在更低的温度下保存，因此更不易结冰，且磁场强度在接近强磁体区域强，对远离区域电磁干扰效应大大减弱。基于以上研究结论，本发明设计一种利用磁化过冷水滴来达到防除冰目的的装置来进行直升机旋翼的防冰和除冰工作。
发明内容
本发明专利主要针对现有旋翼及固定翼飞机防/除冰技术的不足，利用翼形强磁体磁化过冷水滴来增大过冷水滴过冷度，减少旋翼表面结冰量，并通过电热丝加热包铁的方式，对直升机旋翼表面进行防、除冰工作，提出一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置。本发明具有防/除冰原理新颖，耗能低、除冰彻底等特点，能够满足在多种不同恶劣气象环境下及在不同结冰状态下的防、除冰要求。
本发明采用的技术方案是：提供一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，该装置安装在直升机旋翼结冰区域表面，主要部件包括：翼型强磁体、电热线圈、包铁、绝缘隔热层及用于检测旋翼结冰厚度的结冰传感器；翼型强磁体形状与旋翼翼型相同；绝缘隔热层由复合材料制成。
所述一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，其特征在于：所述翼型强磁体沿旋翼展向分段均匀分布，并装配在旋翼结冰区域内部。
所述一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，其特征在于：所述电热线圈缠绕在翼型强磁体上，各段电热线圈采用并联直流电。
所述一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，其特征在于：所述电热线圈缠绕旋向满足电热线圈通电后所产生的磁场与翼型强磁体方向一致。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用磁化过冷水滴的方式，对空气中的过冷水滴进行磁化以降低过冷水滴最低不结晶温度，达到旋翼表面防、除冰效果；
2.本发明采用电热线圈缠绕翼形强磁体的方式，通过电热线圈通电加热旋翼表面进行除冰，效果明显；
3.本发明采用电热线圈缠绕翼形强磁体所产生的磁场可增强翼形强磁体所产生的磁场，从而增强磁化作用；
4.本发明用于直升机旋翼的防/除冰，结构简单紧凑，重量轻，不改变旋翼的气动外形，亦不会额外增加直升机过多的重量。
附图说明
图1是磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置中单个磁化线圈结构示意图。
图2是磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置截面示意图。
图3是磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置整体结构示意图。
图中：
1.桨叶；2.结冰传感器；3.电热线圈；4.翼形强磁体；5.线圈接头；6.包铁；7.绝缘隔热层；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
如图1所示，单个磁化线圈由电热线圈3缠绕在翼形强磁体4上，并分别引出线圈接头5，用于在旋翼内部进行并联连接，电热线圈3缠绕的旋向应使电热线圈3通电后所产生的磁场与翼形强磁体4所产生的磁场方向相同。翼形强磁体4设计的形状与旋翼翼形相同，便于装配在旋翼表面。同时，电热线圈3在通电后产生的定向电磁场可以增强翼形强磁体4的磁场，提高过冷水滴磁化效率。
如图2、图3所示，磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置主要由翼型强磁体4、电热线圈3、包铁6、绝缘隔热层7及用于检测旋翼结冰厚度的结冰传感器2；其中结冰传感器2安装在旋翼包铁6的外表面，为防止电热线圈3对结冰传感器2的干扰，将其安装在各段电热线圈3之间的空隙位置，并保证伸出长度不影响旋翼气动外形；包铁6与电热线圈3相接触，同时为防止电热线圈3产生的热能对旋翼内部造成影响，在内部设置由复合材料制成的绝缘隔热层7，为保证各段电磁线圈3正常工作，各段线圈通过并联的方式进行连接通电。整体结构安装在旋翼结冰防护区域，保证防冰及除冰工作的顺利进行。

Claims (4)

1.一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，属于旋翼防冰和除冰技术领域。该装置安装在直升机旋翼结冰区域表面，主要部件包括：翼型强磁体、电热线圈、包铁、绝缘隔热层及用于检测旋翼结冰厚度的结冰传感器；翼型强磁体形状与旋翼翼型相同；绝缘隔热层由复合材料制成。
2.根据权利要求1所述一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，其特征在于：所述翼型强磁体沿旋翼展向分段均匀分布，并装配在旋翼结冰区域内部。
3.根据权利要求1所述一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，其特征在于：所述电热线圈缠绕在翼型强磁体上，各段电热线圈采用并联直流电。
4.根据权利要求3所述一种磁化过冷水滴的直升机旋翼防/除冰装置，其特征在于：所述电热线圈缠绕旋向满足电热线圈通电后所产生的磁场与翼型强磁体方向一致。
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