[发明专利]一种嵌入式进气道唇口防冰加热组件及制作方法

说明书

本发明涉及飞机电热除冰技术领域。具体涉及一种嵌入式进气道唇口防冰加热组件及制作方法。包括加热功能单元(1)、测温功能单元(2)、过流保护单元(3)、电连接单元(4)；本发明的加热组件采用加热元件、测温元件一体化设计，具有加热、测温的复合功能。加热元件采用正弦曲线形状设计，具有和复合材料随型好、易变形、抗疲劳的优点；测温单元使用银纳米线作为感温材料制备了柔性测温单元，可以测量整个发热面的温度，可以避免传统点式铂电阻或热电偶尺寸较大，嵌入飞机复合材料内部后，表面容易出现鼓包、强度降低的问题。

技术领域

本发明涉及飞机电热除冰技术领域。具体涉及一种嵌入式进气道唇口防冰加热组件及制作方法。

背景技术

飞机唇口、进气道的外形为复合材料且较为复杂的双曲结构曲面，飞机唇口、进气道发生轻度结冰就会降低飞机的飞行性能，威胁飞机的飞行安全，目前飞机防/除冰主要应用在机翼、尾翼、唇口、进气道等典型部位，电加热防冰主要分为贴装式电加热防冰、嵌入式电加热防冰两种结构形式。

从检索国内外相关资料来看，在飞机的机翼、尾翼、旋翼等普通曲面、厚度较厚部位已经有嵌入式加热技术的应用。但是还未见有薄壁双曲进气道唇口的嵌入式加热防冰技术方案，目前主要采用贴装式方案解决。

目前飞机复合材料唇口、进气道的除冰技术主要面临以下技术难题：

(1)传统加热元件的随型性能较差

由于唇口特殊的薄壁双曲率结构，目前常用的加热元件是电热片、电阻丝或金属网，但是这些加热元件存在单独与复合材料铺放，随形固化性较差，容易出现分层、贴合性不好，从而导致复合材料出现贫胶、褶皱等缺陷，极大影响了复合材料的结构强度。

(2)传统点式测温元件的局限性，导致控温难度大

为了防止飞机复合材料蒙皮过温，加热部件中采用传统的点式铂电阻或热电偶传感器进行温度监控。

由于传统点式铂电阻或热电偶尺寸较大，适合安装在复材外部，嵌入复合材料内部难度较大，飞机蒙皮表面容易出现鼓包、强度降低。

传统点式铂电阻或热电偶只能测量某个点具备温度，由于复合材料导热性较差，如果传感器数量少会出现测量不准确的问题，这样以局部

温度点进行控制，存在测量不准确，由于复合材料导热性较差，会出现加热不均匀现象，容易出现“热点”，有些部位达不到防除冰效果，有些部位过温又造成不必要的能源浪费。

(3)传统过流保护元件通断次数少，可靠性指标低

传统电防冰加热过流保护元件采用传统的金属触点结构，随着“触点”通断次数增加，触点材料会疲劳老化，存在发生断裂的风险，材料可靠性较低，不满足新型防冰过流保护技术的要求。

(4)传统电连接元件接触面积少，搭接电阻大

传统电连接元件与加热单元之间采用搭接工艺，随着通电工作时电流增大，电阻丝易烧断，主要是电阻丝在排列和胶接过程中发生的易搭接问题。

传统电连接元件与加热单元之间采用大面积手工搭接锡焊，由于汇流条为金属材料，散热较快，大面积手工焊接存在难度大、焊接后强度低的问题。

传统飞机防冰采用的加热网，为镍络合金材料，电阻丝直径大、柔韧性差，无法制成适合双曲薄壁构型进气道的柔性加热功能单元。

鉴于上述内容可知，如何能够设计一种适合薄壁双曲唇口结构的加热组件，能够同时满足加热、测温、过流保护、电连接等条件，成为了防除冰领域，亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有防除冰功能的双曲构型复合材料唇口、进气道的防除冰加热组件。