[发明专利]一种用于无人机的频率随动式热除冰系统

说明书

本发明实施例公开的一种用于无人机的频率随动式热除冰系统，涉及无人机机翼、发动机进气道等关键部位的热除冰技术，解决无人机能耗不足除冰的问题。激振结冰探测模块探测到结冰后，阀门打开，流体工质经驱动泵驱动，除冰侧流体工质流入换热器内与发动机侧流体工质进行换热，换热后热流体工质进入嵌入式除冰单元内，嵌入式除冰单元内的流体工质与嵌入式除冰单元的外壳换热，进行除冰，除冰后嵌入式除冰单元内冷却后的流体工质进入换热器进行换热，不断循环，该系统主要用于无人机除冰。

技术领域

本发明涉及无人机机翼、发动机进气道等关键部位的热除冰技术领域，尤其涉及一种用于无人机的频率随动式热除冰系统。

背景技术

飞机机翼、发动机进气道等关键部位结冰改变飞机气动外形或部件性能，增加不安全甚至危及飞行安全，因此，飞行过程中定期给飞机除冰对维护飞机飞行安全至关重要。

当前，典型的无人机除冰技术有机械除冰、化学液体除冰、疏水蒙皮防冰技术、热除冰等，五类除冰技术在不同的飞机或飞机不同部位均有应用。机械除冰借助电、气、声波等在机体表面产生机械力破坏积冰结构，使得积冰脱落，气动罩除冰、电脉冲除冰、电斥除冰、低频压电除冰、超声波除冰均为机械除冰；气动罩除冰结构复杂，定期巡检；电脉冲除冰易受电磁干扰；电斥除冰罩易老化，除冰厚度有限；低频压电除冰采用逆压电效应通过压电驱动器致使防护区材料产生变形，变形量有限；超声波除冰造价成本高且耗费大量电能；化学液体除冰效率有限增加飞机重量和功耗，而且存在腐蚀问题；超级疏水蒙皮防冰技术不能进行主动除冰而且造价成本高；热除冰有电热除冰和机载热量除冰两种，电热除冰需消耗大量电能，大量耗能影响飞机的飞行时间，制约飞机航程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于无人机的频率随动式热除冰系统，能够解决无人机能耗不足除冰的问题。

本发明的技术解决方案：

一种用于无人机的频率随动式热除冰系统，该系统包括嵌入式除冰单元1、驱动泵5、换热器4、控制阀6、第一管路701、第二管路702、第三管路703和第四管路704,发动机侧流体工质从第三管路703流出，流经换热器4，从第四管路704流回发动机，嵌入式除冰单元1依次与控制阀6、换热器4和驱动泵5串联成回路，在无人机处于未结冰状态时，控制阀6和驱动泵5均处于关闭状态；

其中，嵌入式除冰单元1包括：壳体108以及置于壳体108内部的激振结冰探测模块107、信号调理模块106和槽道隔板105，壳体108的一个矩形侧面一端设有流体工质入口102，另一端设有流体工质出口101，槽道隔板105用于引导流体工质从流体工质入口102流入嵌入式除冰单元1内，从流体工质出口101流出嵌入式除冰单元1，及流体工质与外壳进行换热；

该系统工作过程如下：信号调理模块106产生激励信号，激发激振结冰探测模块107的振动组件产生振动，激振结冰探测模块107探测到振动组件振动频率达到结冰频率后，阀门6先打开，而后流体工质经驱动泵5驱动，第二管道702内流体工质流入换热器4内与发动机侧流体工质进行换热，换热后热流体工质经第一管道701和流体工质入口102进入嵌入式除冰单元1内，嵌入式除冰单元1内的流体工质与嵌入式除冰单元1的外壳108换热，进行除冰，除冰后嵌入式除冰单元1内冷却后的流体工质经流体工质出口101和第二管道702进入换热器4进行换热。

进一步可选的，驱动泵6接受信号调理电路106的控制信号，结冰厚度增加，结冰速率加快，控制信号增加驱动泵6的输出压头；结冰厚度减小，结冰速率减慢，控制信号减少驱动泵6的输出压头。

进一步可选的，所述流体工质为具有高导热能力的防冻冷却液。