[发明专利]用于螺旋桨风扇式螺旋桨叶片的除冰装置

说明书

技术领域

本发明落入航空学设备的领域内。更具体地，本发明涉及除冰装置。在此情况下，本发明具体涉及为螺旋桨叶片除冰的问题。

背景技术

在飞行的各种阶段中，特别是在地面上、起飞、爬升或着陆时，飞行器通常受到结冰大气条件(冷表面+环境湿度)的影响，这导致飞行器的各种零件上产生冰沉积。这些冰沉积更改了飞行器的空气动力学性能，增加了飞行器的质量，减小了飞行器的可操控性。

数十年来已经开发并且各专家已知各种(防止在飞行器的表面上形成冰的)防结冰装置和(一旦已经形成冰则分离冰块的)除冰装置。例如，对于机翼前缘，它们使用加热电阻器，加热电阻器使冰融化并且碎裂成块，再由气流去除。通过相同的方式，间歇地使用可膨胀膜以便在形成冰的同时使冰碎裂。

很明显，在螺旋桨驱动的飞机的情况下，对螺旋桨叶片产生通过防结冰或除冰而对抗结冰的类似问题。

此外，当冰块从这些螺旋桨破碎离开时，它们随后拥有相当大的动能，并且可能损害飞行器的其他部分，例如机身，其仅具有有限的冲击阻力。

在此情况下，一般使用加热电阻器，这通过使用安装在螺旋桨轴内的发电机，并且向穿过此轴朝向各种叶片的电缆传递电流。最常见的，除冰是循环的以减小所使用的电功率的量。

通常在此情况下使用旋转接触装置，其通过使用导电刷保证彼此相对运动的两个零件之间的电功率传递，导电刷固定至旋转零件的在例如环形的轨道上滑动的固定零件。

相反，在包括两个反向旋转的螺旋桨的已知总名称为“螺旋桨风扇”的推进单元，而两个反向旋转的螺旋桨具有通过本身由涡轮机驱动的差速变速箱驱动的开敞式转子(非整流罩密封的)的情况下，螺旋桨绕此涡轮机芯部以环形方式设置，而实际上此设置妨碍了使用前文提到的装置。

这些旋转接触系统的主要缺点之一关联于刷相对于运动轨道的速度，此速度无疑取决于环形轨道的直径以及此零件的旋转速度。

对于所有这些旋转接触系统的这样的结果是刷的快速磨损，导致降低的性能以及对频繁且高成本维护的要求。对于这些刷的润滑的缺失(由于复杂性)还导致显著减小此寿命。

在螺旋桨风扇的前螺旋桨的情况下，涡轮机的芯部的直径导致运动零件相对于静止零件的相对速度为400m/s的级别，由于这超过了市场上可用的装置的规格，故而这使得使用刷和运动轨道的系统在实践中不可用。

基于两个螺旋桨的反向旋转特性的螺旋桨风扇的情况下，此情形进一步恶化，这在必须安装具有刷和导电轨道的装置的位置，导致它们之间800米/秒的相对速度。

因此，本发明的目标是提出一种用于对螺旋桨风扇式推进单元的叶片除冰/防结冰并避免上文提到的缺陷的装置。

发明内容

为此，本发明设想用于螺旋桨风扇式飞行器推进单元叶片的除冰装置，其中所述推进单元包括涡轮机，涡轮机通过可能包括减速器或者变速箱的传动系统旋转驱动至少一个转子，转子由多个叶片组成，多个叶片绕随这些叶片运动的环形冠状部设置，环形冠状部的外壁形成推进单元的部分外罩部，所述外罩部承受推进单元外部的大气条件，所述涡轮机产生通过环形脉状管离开的热气体流，环形脉状管与运动的环形冠状部同轴，并且其表面部分地由所述运动的环形冠状部的内壁限定，

除冰装置包括：

从热脉状管获取热能的装置，该装置在运动的环形部件内；

将热能向转子叶片传递的装置；

将热能分配至所述叶片的表面的至少一部分上的装置。

根据可以联合使用的各种装置：

获取热能的装置包括环形热脉状管处的至少一个热空气抽吸点。

向转子叶片传递热能的装置设计为考虑当其设定改变时叶片绕其纵向轴线的旋转。

分配热能的装置包括热空气分配管道，热空气分配管道供给设置在叶片表面的至少一部分上的一系列热空气喷射器。

根据此最后的装置，为了将冰切割为预定最大尺寸的碎块，至少部分热空气喷射器沿着前缘设置，以及在叶片的每一侧上沿着一组区段设置，该一组区段在叶片的部分宽度上从前缘优选地平行延伸，并且以预定距离彼此分开设置。

在此情况下，优选地，每个区段均大致垂直于叶片前缘的局部切线。

仍在此情况下，在每个区段上和叶片的前缘上，喷射器以规则间隔设置在叶片的前部的表面内。

根据此有利的实施方式，装置还包括至少一个冷空气收集点以获得与预定范围相符的温度。

为考虑在热空气脉状管内循环的气体的性质，该装置可以有利地包括位于热空气收集点的上游的杂质过滤器。