СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ЗОН ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С НЕСУЩИМ ВИНТОМ И СПОСОБЫ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 2019 года по МПК B64D15/12 H05B1/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к системе воздушного летательного аппарата или летательного аппарата с несущим винтом, которая обеспечивает защиту от обледенения или устранение обледенения. Еще в одних примерах предложены способы и системы для устранения обледенения транспортных средств с одним и несколькими несущими винтами посредством фокусирования питания для этих систем, когда это необходимо.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Капли переохлажденной воды могут замерзать при ударе о переднюю кромку лопасти несущего винта или летательного аппарата с несущим винтом, когда имеет место сочетание температур, близких к точке замерзания, высоких скоростей и высоких концентраций воды облаков. У вертолетов и наклоняемых лопастей несущих винтов или летательных аппаратов с несущим винтом, работающих при температурах ниже точки замерзания, как правило, накапливается лед вдоль большей части передней кромки лопастей. По мере накопления льда и изменения геометрии критических точек лопастей происходит ухудшение производительных характеристик транспортного средства. Неравномерно распределенное прилипание льда к несущему винту может приводить к увеличению сопротивления, разделению потока и высоким уровням вибрации. Увеличение сопротивления, вызванное наросшим льдом, приводит к увеличению крутящего момента, необходимого для поддержания условий подъема транспортного средства. С увеличением толщины льда могут быть достигнуты пределы передачи или двигателя, что усложняет для летчика поддержание данных условий полета.

[0003] Сброс льда является еще одной проблемой, вызванной скоплением льда на вращающихся лопастях. Сдвиговые напряжения, создаваемые центробежными силами в области сопряжения между льдом и передней кромкой аэродинамической поверхности, возрастает линейно с толщиной льда. Когда сдвиговые напряжения превышают предельное адгезивное сопротивление льда скалыванию, происходит выпуск осколков льда. Влияние сбрасываемого льда может привести к повреждению воздушного летательного аппарата. При неравномерном сбросе льда несбалансированная масса несущего винта приводит к нежелательным вибрациям и изменениям в работе транспортного средства.

[0004] Чтобы избежать формирования в большом количестве льда на лопастях несущих винтов, в промышленности для ограниченного количества моделей вертолетов была принята стандартная система устранения обледенения. В этой стандартной промышленной системе устранения обледенения используется тепловая энергия для плавления скопившегося льда. Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA) сертифицированы только электротепловые системы устранения обледенения, которые приняты Министерством обороны США (DoD) в качестве систем защиты от обледенения для летательного аппарата с несущим винтом.

[0005] Тепловой механизм устранения обледенения запускают лишь периодически, чтобы избежать потребления большого количества энергии или чрезмерного нагрева передней кромки лопасти. Толщина льда перед включением тепловой системы может достигать 1 см. Такая система требует большого количества энергии (например, 3,9 Вт/см² или 25Bт/кв. дюйм) и способствует нежелательному увеличению общей массы и стоимости лопасти. Система устранения обледенения может не обеспечивать безопасность полета по всей области режимов обледенения, поскольку система может не справляться с интенсивным нарастанием льда. Вследствие этих недостатков во многих вертолетах не используются какие-либо средства устранения обледенения, что ограничивает работу этих транспортных средств при неблагоприятных условиях.

[0006] Для летательных аппаратов с несущим винтом, использующих системы устранения обледенения, вследствие необходимости в значительной мощности для работы таких электротепловых систем устранения обледенения, удаление льда с несущих винтов воздушных летательных аппаратов, имеющих комбинированные несущие винты, обычно проводят последовательно. Это уменьшает пиковую потребность в мощности на воздушном летательном аппарате, но потребляемая мощность все же ограничивает использование системы защиты от обледенения. Кроме того, попеременное устранение обледенения может оказаться недостаточным при интенсивном нарастании льда и, в конечном счете, может ограничить возможность всепогодного использования воздушного летательного аппарата.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] В одном примере раскрыта система для летательного аппарата с несущим винтом, содержащая комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, и области комбинированных лопастей, разделенные на секции, и данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти. Система также включает в себя множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях комбинированных лопастей, множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей, и блок управления, соединенный с указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта. На соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха и степени обледенения.

[0008] В другом примере раскрыта система, содержащая комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, и области комбинированных лопастей, разделенные на секции, и данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти. Система также содержит множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях комбинированных лопастей, множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей, и блок управления, соединенный с указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта. Блок управления выполнен с возможностью вызывать подачу энергии на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей в последовательности, основанной на том, являются ли секции внутренними или внешними, и на одном или более условий обледенения среды, окружающей указанную систему.

[0009] Еще в одном примере раскрыт способ, согласно которому определяют одно или более условий обледенения среды, окружающей летательный аппарат с несущим винтом, и при этом летательный аппарат с несущим винтом включает в себя комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, а комбинированные лопасти включают в себя первый набор лопастей и второй набор лопастей, и области комбинированных лопастей разделены на секции таким образом, что данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти. Согласно способу также обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей, и обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях первого набора лопастей. Согласно способу дополнительно обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на указанное множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей, и обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях второго набора лопастей.

[0010] Признаки, функции и преимущества, которые были описаны выше, могут быть получены независимо в различных вариантах реализации изобретения или могут быть скомбинированы еще в одних вариантах реализации изобретения, дальнейшие подробности которых будут раскрыты со ссылкой на сопровождающее описание и фигуры чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Признаки иллюстративных вариантов реализации изобретения, обеспечивающие новизну по сравнению с уровнем техники, изложены в прилагаемой формуле изобретения. При этом иллюстративные варианты реализации изобретения, а также предпочтительный режим их применения, дополнительные цели и преимущества будут лучше поняты из следующего подробного описания иллюстративного варианта реализации изобретения при рассмотрении вместе с сопровождающими чертежами, на которых:

[0012] ФИГ. 1 является блок-схемой примера воздушного летательного аппарата, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0013] ФИГ. 2 иллюстрирует схематическое изображение примера вычислительного устройства, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0014] ФИГ. 3A иллюстрирует пример лопасти, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0015] ФИГ. 3B иллюстрирует вид сбоку примера лопасти, имеющей нагревательные системы, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0016] ФИГ. 4А является примером летательного аппарата с несущим винтом, имеющего один главный несущий винт и четыре лопасти, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0017] ФИГ. 4B иллюстрирует примеры лопастей летательного аппарата с несущим винтом по ФИГ. 4А, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0018] ФИГ. 5A-5D иллюстрируют пример последовательности работы нагревательных систем для воздушного летательного аппарата, имеющего один несущий винт, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0019] ФИГ. 6А является примером летательного аппарата с несущим винтом, имеющего комбинированные несущие винты и три лопасти на каждый несущий винт, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0020] ФИГ. 6B иллюстрирует примеры лопастей переднего несущего винта, и примеры лопастей заднего несущего винта летательного аппарата с несущим винтом по ФИГ. 6А, согласно одному варианту реализации изобретения;

[0021] ФИГ. 7A-7D иллюстрируют пример последовательности работы нагревательных систем для воздушного летательного аппарата с комбинированными несущими винтами, согласно одному варианту реализации изобретения; и

[0022] ФИГ. 8 иллюстрирует структурную схему примера способа эксплуатации нагревательных систем на летательном аппарате с несущим винтом, согласно одному варианту реализации изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0023] Здесь и далее раскрытые варианты реализации будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны некоторые, но не все, раскрытые варианты реализации. Несомненно, могут быть выполнены некоторые различные варианты реализации, которые не следует толковать в качестве ограниченных вариантов реализации, приведенных в данном описании. Напротив, эти варианты реализации приведены для того, чтобы настоящее раскрытие было полным и полностью раскрывало специалистам в данной области техники объем изобретения.

[0024] В одних примерах предложены системы устранения обледенения и способы эксплуатации для применения на летательном аппарате с несущим винтом. Пример системы устранения обледенения несущего винта включает в себя нагреватели, установленные в передней кромке лопасти, при этом нагреватели могут иметь толщину около 0,0025 дюймов (0,00635 см), чтобы обеспечить возможность их встраивания в верхний лонжерон композитной лопасти, выполненной в виде многослойного пакета. Задача нагревателей при удалении льда состоит в быстром повышении температуры области сопряжения между льдом и несущим винтом выше примерно 32°F (0°C). Обычно требуется температура выше примерно 40°F (4,4°C). Процесс нагрева приводит к плавлению области сопряжения со льдом, что обеспечивает возможность удаления льда с поверхности лопасти под действием центробежной силы, имеющей место во вращающихся лопастях. По этой причине слой льда обычно обнаруживают перед включением нагревателя. Тепло, поданное слишком медленно или к скоплениям тонкого льда, может не обеспечивать удаление льда, так как центробежная сила может оказаться недостаточной, чтобы преодолеть силу связи между льдом и несущим винтом. В таких случаях, лед может плавиться локально и вода в жидком состоянии может перетекать на другие участки лопасти и замерзать вновь. Этот процесс, называемый обратным замерзанием (runback), может оказаться проблематичным, так как место повторного замерзания может находиться вне области, защищенной нагревателями, и лед нельзя будет удалить дополнительными импульсами нагревателя.

[0025] В зависимости от конструкции лопасти электротепловая система защиты от обледенения может потребовать плотности мощности в диапазоне примерно 25Bт/кв. дюйм (Ватт на квадратный дюйм) для достижения необходимой температуры поверхности с минимальным временем включения. Это может накладывать большие требования к электрической системе воздушного летательного аппарата. В одних примерах, чтобы уменьшить потребление пиковой мощности, нагреватели разделены на области или зоны. На эти зоны подают энергию в конкретно заданной последовательности для удаления льда с лопастей, и эта последовательность может быть приспособлена к условиям обледенения.

[0026] Пример зон на лопасти включает в себя две выполненные в направлении диаметра несущего винта зоны из внутренней зоны и наружной зоны. Конфигурация в направлении диаметра несущего винта может иметь зоны, проходящие от комля лопасти к законцовке лопасти. Лед с нагревателей на комбинированных лопастях удаляют последовательно с использованием системы питания 3-х фазного переменного тока или источника питания постоянного тока, соответствующих конструкции лопасти. Осуществляют управление временем цикла в нагревателях для удаления льда, постоянно нарастающего на лопастях, и предотвращения образования льда. Секция комля лопасти может быть выполнена с возможностью выдерживания в течение большего времени между включениями нагревателя, поскольку обрастание этой секции льдом обычно происходит с меньшими скоростями.

[0027] Со ссылкой на чертежи, ФИГ. 1 является блок-схемой примера воздушного летательного аппарата 100, согласно одному варианту реализации изобретения. Воздушный летательный аппарат 100 включает в себя блок 102 управления, соединенный с источником питания 104 и датчиком (датчиками) 106. Блок 102 управления кроме того соединен с несущим винтом 108, который присоединен к лопастям 110 и 112. Каждая лопасть 110 и 112 может включать в себя наружную нагревательную систему 114 и внутреннюю нагревательную систему 116. В некоторых примерах воздушный летательный аппарат 100 может включать в себя комбинированные несущие винты (например, такие как передний и задний несущий винт), и, в связи с этим, на ФИГ. 1 показан дополнительный второй несущий винт 118, который соединен с блоком 102 управления, а также включает в себя лопасти 120 и 122. Каждая лопасть 120 и 122 также включает в себя наружную нагревательную систему 124 и внутреннюю нагревательную систему 126.

[0028] Воздушный летательный аппарат 100 таким образом может представлять собой летательный аппарат с одним несущим винтом с четным количеством комбинированных лопастей (например, всего с четырьмя лопастями или двумя наборами лопастей) или летательного аппарата с множеством несущих винтов (например, двумя несущими винтами, включая передний несущий винт и задний несущий винт, в котором каждый несущий винт может включать в себя три или более лопастей, вертолет со сдвоенной боковой схемой с левым и правым несущим винтом, в котором каждый несущий винт может включать в себя три или более лопастей, или вертолет с соосной схемой с верхним и нижним несущим винтом, в которой каждый несущий винт может включать в себя три или более лопастей).

[0029] Блок 102 управления может быть выполнен с возможностью обеспечения работы нагревательных систем на лопастях 110, 112, 120, и 122 и обеспечения для этого питания от источника питания 104. Блок 120 управления может получать входящие сигналы от датчиков 106 для определения момента начала работы нагревательных систем. Датчики 106 могут включать в себя датчики температуры для определения температуры окружающего воздуха или датчики содержания воды для определения количества содержания воды в воздухе. Датчики 106 в целом могут включать в себя датчики для определения условий обледенения среды, окружающей воздушный летательный аппарат 100.

[0030] Каждая лопасть 110, 112, 120 и 122 включает в себя пример наружной нагревательной системы и пример внутренней нагревательной системы. Например, области лопастей могут быть разделены на секции, включающие внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти. Внешние нагревательные системы 114 и 124 и внутренние нагревательные системы 116 и 126 каждые могут быть выполнены в качестве нагревательных систем, проходящих в направлении диаметра несущего винта, а блок 102 управления может управлять работой нагревательных систем в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха, определенных условий обледенения окружающей среды, или таким образом, что работа основана на том, являются ли секции внутренними или внешними, и на основании одного или более условий обледенения среды, окружающей указанную систему.

[0031] ФИГ. 2 иллюстрирует схематическое изображение примера вычислительного устройства 200. Вычислительное устройство 200 по ФИГ. 2 может представлять собой блок 102 управления, показанный на ФИГ. 1. В некоторых примерах некоторые компоненты, проиллюстрированные на ФИГ. 2, могут быть выполнены распределенными среди комбинированных вычислительных устройств. Однако в целях наглядности примера компоненты изображены и описаны в качестве части одного примера устройства 200.

[0032] Вычислительное устройство 200 может включать в себя интерфейс 202, компонент 204 беспроводной связи, датчик (датчики) 206, хранилище 208 данных и процессор 210. Компоненты, проиллюстрированные на ФИГ. 2, могут быть связаны друг с другом каналом 212 связи. Вычислительное устройство 200 может также включать в себя аппаратные средства для обеспечения возможности связи внутри вычислительного устройства 200 и между вычислительным устройством 200 и еще одним вычислительным устройством (не показано), таким как серверный модуль. Аппаратные средства могут включать в себя передатчики, приемники и антенны, например.

[0033] Интерфейс 202 может быть выполнен с возможностью обеспечения связи вычислительного устройства 200 еще с одним вычислительным устройством (не показано), таким как сервер или наземное устройство. Таким образом, интерфейс 202 может быть выполнен с возможностью получения входных данных от одного или более вычислительных устройств, и также может быть выполнен с возможностью отправления выходных данных на одно или более вычислительных устройств. В некоторых примерах интерфейс 202 может также осуществлять поддержку и управление данными, принятыми и отправленными посредством вычислительного устройства 200. Интерфейс 202 может также включать в себя приемник и передатчик для приема и отправления данных.

[0034] Компонент 204 беспроводной связи может быть интерфейсом связи, который выполнен с возможностью облегчения беспроводной передачи данных для вычислительного устройства 200 согласно одному или более стандартов беспроводной связи. Например, компонент 204 беспроводной связи может включать в себя компонент связи Wi-Fi, или компонент сотовой связи. Возможны также другие примеры, такие как собственные устройства беспроводной связи.

[0035] Датчик 206 может включать в себя один или более датчиков или может представлять собой один или более датчиков, содержащихся внутри вычислительного устройства 200. Примеры датчиков включают в себя датчики температуры воздуха, датчики содержания воды и т.п., или любой из датчиков, показанных на ФИГ. 1,может быть включен в вычислительное устройство 200. Могут быть использованы также дополнительные датчики, такие как контрольный датчик мощности, для мониторинга энергопотребления источника питания, показанного на ФИГ. 1, для каждой нагревательной системы.

[0036] Хранилище 208 данных может хранить программную логическую схему 214, доступ к которой и исполнение может быть осуществлено посредством процессора 210. Хранилище 208 данных может также хранить данные, собранные датчиками, или данные 216 последовательности нагревателей для подачи энергии на нагревательные системы в необходимой последовательности.

[0037] ФИГ. 3A иллюстрирует пример лопасти 300, согласно одному варианту реализации изобретения. Показаны ось в направлении диаметра несущего винта и ось хорды, при этом передняя кромка является стороной на линии критических точек, а задняя кромка находится напротив передней кромки. Нагревательные системы могут быть выполнены на поверхности или внутри лопасти.

[0038] ФИГ. 3B иллюстрирует вид сбоку примера лопасти 300, имеющей нагревательные системы. Внутренняя нагревательная система 302 выполнена на внутренней секции, которая проходит от несущего винта наружу, и наружная нагревательная система 304 выполнена на внешней секции, которая проходит от внутренней секции к законцовке лопасти 300.

[0039] ФИГ. 4А является примером летательного аппарата 400 с несущим винтом, имеющего один несущий винт 402 и четыре лопасти 404, 406, 408, и 410, согласно одному варианту реализации изобретения. ФИГ. 4B иллюстрирует примеры лопастей 404, 406, 408, и 410 летательного аппарата 400 с несущим винтом по ФИГ. 4А, согласно одному варианту реализации изобретения.

[0040] На ФИГ. 4B, каждая из лопастей разделена на внутреннюю секцию 412, которая проходит от несущего винта наружу, и внешнюю секцию 414, которая проходит от внутренней секции 412 к законцовке лопасти 404. Каждая секция из внутренней секции 412 и внешней секции 414 (каждой лопасти) включает в себя нагревательные системы, выполненные в направлении диаметра несущего винта, таким образом, что нагреватели проходят вдоль длины лопасти. Например, как показано на лопасти 404, внутренняя секция 412 включает в себя нагревательные системы 416, 418 и 420, выполненные в направлении диаметра несущего винта, и внешняя секция 414 включает в себя нагревательные системы 422, 424, и 426, выполненные в направлении диаметра несущего винта. Все лопасти могут быть выполнены аналогичным образом. Кроме того, хотя показаны только три нагревательные системы для каждой секции, может быть выполнено больше или меньше нагревателей. Каждая из нагревательных систем 416-426 соединена с блоком управления так, как показано на ФИГ. 1. Каждая из нагревательных систем 416-426 может иметь индивидуальное управление, чтобы ограничивать мощность, потребляемую во время операций по удалению льда.

[0041] Работа нагревательных систем 416-426 на каждой из лопастей 404-410 может быть осуществлена в последовательности, основанной на измеренном содержании воды, указывающем на степень обледенения, и/или температуре воздуха. Например, на основании температуры воздуха менее 32°F (0°C) (или около или ниже точки замерзания) может быть выполнено активирование нагревательных систем. Последовательность операций может быть повторена до тех пор, пока не произойдет выход из условий обледенения для выключения системы.

[0042] ФИГ. 5A-5D иллюстрируют пример последовательности операций нагревательных систем для воздушного летательного аппарата с одним несущим винтом. Лопасти, проиллюстрированные на ФИГ. 5A-5D, являются лопастями 404-410, как описано в отношении ФИГ. 4А-4B. Комбинированные лопасти могут включать в себя первый набор лопастей 404 и 408 (напротив друг друга) и второй набор лопастей 406 и 410 (напротив друг друга).

[0043] На первом этапе, как показано на ФИГ. 5А, может быть подана энергия на внешние секции первого набора лопастей 404 и 408, и внешние секции второго набора лопастей 406 и 410. Таким образом, может быть подана энергия на все нагревательные системы на внешних секциях. В одних примерах подают энергию на соответствующие нагревательные системы в направлении хорды от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти. Например, как показано на лопасти 404, в пределах внешней секции 414, энергия может быть подана сначала на нагреватель 426, затем на нагреватель 424 и затем на нагреватель 422. Энергия может быть подана на остальные внешние нагреватели на лопастях 406, 408 и 410 в порядке, показанном стрелками, проиллюстрированными на ФИГ. 5А. Таким образом, меньше мощности необходимо для подачи энергии на все нагреватели одновременно, и сначала может быть подана энергия на передние кромки лопастей.

[0044] На втором этапе, как показано на ФИГ. 5B, может быть подана энергия на внутренние секции набора лопастей 406 и 410. Таким образом, следом за подачей энергии на все внешние секции может быть подана энергия на соответствующие внутренние секции одного набора лопастей. Например, лопасть 410 показана содержащей внешнюю секцию 430 и внутреннюю секцию 420, а внутренняя секция 428 включает в себя нагревательные системы 432, 434 и 436. Энергия может быть подана на внутренние нагревательные системы 432, 434 и 436 в таком порядке: сначала на нагреватель 432, затем на нагреватель 434 и затем на нагреватель 436, с тем чтобы подавать энергию от передней кромки до задней кромки, когда несущий винт вращает лопасти против часовой стрелки, как показано на ФИГ. 5B.

[0045] На третьем этапе, как показано на ФИГ. 5С, снова подают энергию на внешние секции первого набора лопастей 404 и 408 и внешние секции второго набора лопастей 406 и 410. Указанное является повторением этапа 1, как показано на ФИГ. 5А.

[0046] На четвертом этапе, как показано на ФИГ. 5D, подают энергию на внутренние секции набора лопастей 404 и 408. Таким образом, на две оставшиеся внутренние секции, на которые не была подана энергия на втором этапе, теперь подают энергию для вращения через все секции всех лопастей. Как показано на ФИГ. 5D, энергия может быть подана на внутреннюю секцию 412 в таком порядке: сначала на нагреватель 420, затем на нагреватель 418 и затем на нагреватель 416.

[0047] При использовании примера последовательности, как показано на ФИГ. 5А-5D, на нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подают энергию в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха и степени обледенения, и последовательность включает в себя более частый нагрев внешних секций комбинированных лопастей, чем нагрев внутренних секций комбинированных лопастей. Внутри этой последовательности внешние секции нагревают в два раза больше. После нагрева внутренней секции нагревают все внешние секции. Внутренние секции каждого набора лопастей нагревают только через раз в указанной последовательности, с тем чтобы уменьшить величину нагрева внутренних секций, что обеспечивает выполнение дополнительного нагрева на внешних секциях при использовании меньшей суммарной мощности.

[0048] Этапы 1-4, как показано на ФИГ. 5A-5D, повторяют до тех пор, пока воздушный летательный аппарат не покинет обусловливающее обледенение облако, или пока не исчезнут условия обледенения, например. В некоторых примерах на основании того, что температура наружного воздуха выше порогового значения, например, 40°F (4,4°C), энергия может быть подана на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей в последовательности, из которой исключены нагревательные системы, содержащиеся на соответствующих внешних секциях лопастей. В этом примере, относящемся к условиям обледенения при теплой погоде, можно обойтись без нагрева законцовок лопастей, и может быть сэкономлена мощность. В других примерах, на основании того, что температура наружного воздуха ниже порогового значения, например, 10°F (-12,2°C), может быть подана энергия на соответствующие нагревательные зоны указанных секций комбинированных лопастей в последовательности, из которой исключены нагревательные системы, содержащиеся на соответствующих внутренних секциях лопастей. В этом примере больше внимания может быть уделено внешним секциям вследствие экстремальных условий обледенения. Удаление секции из последовательности может быть выполнено только для одного (или более) цикла во время выполнения этой последовательности, и эта секция может быть вновь введена в последовательность на более поздних циклах.

[0049] ФИГ. 6А является примером летательного аппарата 600 с несущим винтом, имеющего комбинированные несущие винты 602 и 604 и три лопасти на каждый несущий винт, согласно одному варианту реализации изобретения. На ФИГ. 6А, летательный аппарат 600 с несущим винтом включает в себя передний несущий винт 602 и задний несущий винт 604. Как показано на чертеже, передний несущий винт 602 может быть выполнен ближе к переднему концу летательного аппарата 600 с несущим винтом, а задний несущий винт 604 может быть выполнен ближе к задней части летательного аппарата 600 с несущим винтом. ФИГ. 6B иллюстрирует примеры лопастей 606, 608 и 610 переднего несущего винта и примеры лопастей 628, 630 и 632 заднего несущего винта, согласно одному варианту реализации изобретения. Хотя ФИГ. 6А иллюстрирует воздушный летательный аппарат с передним и задним несущим винтом, нагревательная система, описанная ниже, может быть реализована дополнительно или в альтернативном варианте реализации, на воздушном летательном аппарате с комбинированными несущими винтами, в котором несущие винты выполнены в виде левого и правого несущего винта или в виде верхнего и нижнего несущего винта, например.

[0050] На ФИГ. 6B, каждая из лопастей разделена на внутреннюю секцию 612, которая проходит от несущего винта наружу, и внешнюю секцию 614, которая проходит от внутренней секции 612 к законцовке лопасти 610. Каждая лопасть каждого несущего винта (переднего и заднего) может быть выполнена аналогичным образом. Каждая секция из внутренней секции 612 и внешней секции 614 (каждой лопасти) включает в себя нагревательные системы, выполненные в направлении диаметра несущего винта, таким образом, что нагреватели проходят вдоль длины лопасти. Например, как показано на лопасти 610, внутренняя секция 612 включает в себя нагревательные системы 616, 618 и 620, выполненные в направлении диаметра несущего винта, а внешняя секция 614 включает в себя нагревательные системы 622, 624 и 626, выполненные в направлении диаметра несущего винта. Все лопасти могут быть выполнены аналогичным образом. Кроме того, хотя для каждой секции показаны только три нагревательные системы, может быть выполнено больше или меньше нагревателей. Каждая из нагревательных систем 616-626 соединена с блоком управления так, как показано на ФИГ. 1. Каждая из нагревательных систем 616-626 для каждой лопасти и каждый несущий винт могут иметь индивидуальное управление, чтобы ограничивать мощность, потребляемую во время операций по удалению льда.

[0051] Работа нагревательных систем на каждой из лопастей 606-610 и 628-632 может быть осуществлена в последовательности, основанной на измеренном содержании воды, указывающем степень обледенения, и/или температуре воздуха. Например, на основании температуры воздуха менее 32°F (0°C) (или около или ниже точки замерзания) может быть выполнено активирование нагревательных систем. Последовательность операций может быть повторена до тех пор, пока не произойдет выход систем обледенения для выключения системы.

[0052] ФИГ. 7A-7D иллюстрируют пример последовательности работы нагревательных систем для воздушного летательного аппарата с комбинированными несущими винтами. Лопасти, проиллюстрированные на ФИГ. 7A-7D, являются лопастями 606, 608, 610, 628, 630, и 632, как описано в отношении ФИГ. 6А-6B. Каждый винт из переднего несущего винта и заднего несущего винта включает в себя набор лопастей.

[0053] На первом этапе, как показано на ФИГ. 7А, подают энергию на внешние секции комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте. Таким образом, может быть подана энергия на все нагревательные системы на внешних секциях. В одних примерах подают энергию на соответствующие нагревательные системы в направлении хорды от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти. Например, как показано на лопасти 610, в пределах внешней секции 614, энергия может быть подана сначала на нагреватель 622, затем на нагреватель 624 и затем на нагреватель 626. Энергия может быть подана на остальные внешние нагреватели на других лопастях в порядке, показанном стрелками, проиллюстрированными на ФИГ. 7А. Таким образом, меньше мощности необходимо для подачи энергии одновременно на все нагреватели, и сначала может быть подана энергия на передние кромки лопастей. Кроме того, три цикла могут быть выполнены для выполнения первого этапа в этой последовательности, хотя может быть использовано больше или меньше циклов, в зависимости от количества нагревательных систем на секцию.

[0054] На втором этапе, как показано на ФИГ. 7B, подают энергию на внутренние секции набора комбинированных лопастей на заднем несущем винте. Таким образом, следом за подачей энергии на все внешние секции, подают энергию на соответствующие внутренние секции заднего несущего винта. Например, лопасть 632 показана содержащей внешнюю секцию 634 и внутреннюю секцию 636, и внутренняя секция 636 включает в себя нагревательные системы 638, 640 и 642. Энергия может быть подана на внутренние нагревательные системы 638, 640 и 642 в таком порядке: сначала на нагреватель 642, затем на нагреватель 640 и затем на нагреватель 638, а на остальные внутренние секции подают энергию в порядке, показанном стрелками на ФИГ. 7B. Для выполнения второго этапа снова используют три цикла в этой последовательности, поскольку на задних внутренних секциях установлены три нагревательные системы.

[0055] На третьем этапе, как показано на ФИГ. 7С, снова подают энергию на внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте. Указанное является повторением этапа 1, как показано на ФИГ. 7А.

[0056] На четвертом этапе, как показано на ФИГ. 7D, подают энергию на внутренние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте. Таким образом, на две оставшиеся внутренние секции, на которые не была подана энергии на втором этапе, теперь подают энергию для вращения через все секции всех лопастей. Как показано на ФИГ. 7D, энергия может быть подана на внутреннюю секцию 612 переднего несущего винта в таком порядке: сначала на нагреватель 616, затем на нагреватель 618 и затем на нагреватель 620. На оставшиеся внутренние секции лопастей на переднем несущем винте энергию подают в порядке, показанном стрелками на ФИГ. 7D.

[0057] Этапы 1-4, как показано на ФИГ. 7A-7D, повторяют до тех пор, пока воздушный летательный аппарат не покинет обусловливающее обледенение облако, или пока не исчезнут условия обледенения, например. В некоторых примерах уменьшение требуемой пиковой мощности до 40% может быть достигнуто (по сравнению с системами без двойного нагрева зон) с помощью концепции разделенных зон, описанной в настоящем документе.

[0058] Используя указанную конфигурацию, как показано на ФИГ. 7A-7D, подают энергию на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей в направлении хорды таким образом, что для внешних секций и внутренних секций набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте, подают энергию на секции от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти и для внешних секций и внутренних секций набора комбинированных лопастей на заднем несущем винте энергию подают на секции от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти, на основании направления вращения соответствующих несущих винтов.

[0059] В некоторых примерах, таких как во время защиты ото льда при теплой погоде (например, когда температура воздуха близка к температуре около 32°F (0°C)), внешние секции лопастей (например, законцовок) могут не нуждаться в нагреве вследствие кинетического нагрева, так что мощность может быть сэкономлена за счет отсутствия подачи энергии на такие секции. В таких примерах энергия может быть подана на нагревательные системы на лопастях переднего и заднего несущих винтов в последовательности, включающей в себя внутренние секции заднего несущего винта (например, три цикла, чтобы охватить три независимых нагревателя), а затем следуют внутренние секции переднего несущего винта (например, три цикла, чтобы охватить три независимых нагревателя).

[0060] В других примерах нагрев внутренних секций комбинированных лопастей удален из указанной последовательности с обеспечением возможности более частой подачи энергии на внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте, например, когда температуры наружного воздуха ниже пороговой и/или имеются условия для более серьезного обледенения.

[0061] В одних примерах используют маркировку образцов элементов, представленную ниже в Таблице 1, при которой внутренние и внешние секции переднего и заднего несущих винтов разделены на зоны, включающие в себя зоны, промаркированные 1-6 (начиная от несущего винта с переходом к законцовке). В секциях комля и законцовки может быть выполнено больше или меньше зон.

[0062] Пример подачи энергии в последовательности при температуре наружного воздуха -20°C может включать в себя зоны 2, 3, 4, 1, 5, 6 для внутренних секций (для нагрева сначала внутренних и наружных областей), и наружные зоны включаются в последовательности 2, 3, 1, 4. Система с разделенными зонами (внутренними и внешними) обеспечивает возможность включения нагревателей законцовок последовательно между каждым передним или задним нагревателем, сохраняя законцовки лопастей свободными ото льда. Более высокая частота импульсов обеспечивает возможность сохранения рабочих секций лопастей свободными от значительного скопления льда и, следовательно, сохранения рабочих характеристик. Как описано выше, в некотором примере при необходимости задние внутренние зоны могут быть исключены из последовательности обледенения. Это приводит к увеличению количества импульсов, подаваемых к законцовкам лопастей, что позволяет воздушному летательному аппарату проникать в более суровые условия обледенения с удалением большей части скопившегося льда. С этим можно мириться ограниченные периоды времени, поскольку в задних секциях внутренней области может образоваться иней, который приводит к ухудшению рабочих характеристик, что, в результате, приводит к необходимости иногда запускать нагреватель с полным циклом.

[0063] Еще в одних примерах конструкция с разделенными зонами также имеет дополнительные преимущества. При низких температурах, когда уменьшено накопление льда во внешней части лопасти, импульсы на законцовках могут быть уменьшены по мере необходимости, с тем чтобы обеспечивать импульсы на законцовках для устранения обледенения только один раз за цикл.

[0064] Еще в одних примерах конструкция с разделенными зонами также имеет дополнительные преимущества. Система позволяет использовать материалы для защиты от эрозии, имеющие низкую теплопроводность и высокую удельную теплоемкость, на внутренних секциях лопастей. В одном примере использования, поскольку указанная система предназначена для нагрева законцовок лопастей несущих винтов чаще, чтобы поддерживать рабочие характеристики, секция комля имеет больше времени для охлаждения между циклами. Охлаждение лопастей между циклами устранения обледенения может помочь избежать тепловой ползучести во внутренней конструкции лопасти и обратного замерзания льда. Кроме того, материалы для защиты от эрозии, имеющие низкую теплопроводность и высокую удельную теплоемкость, могут требовать больше времени для охлаждения, и в примерах использования для системы нагревателей комбинированных зон может потребоваться больше времени для охлаждения.

[0065] В одних примерах описанное использование последовательностей включения обеспечивает возможность деления блоком управления деления мощности для нагрева соответствующей лопасти между нагревательными системами, выполненными в направлении диаметра несущего винта, с тем чтобы уменьшить отбор пиковой мощности. Блок управления может делить указанную мощность между внешними нагревательными системами, выполненными в направлении диаметра несущего винта, и внутренними нагревательными системами, выполненными в направлении диаметра несущего винта, в отношении примерно две третьих к одной трети, соответственно, например. Если мощность разделена между внутренней и внешней зонами в отношении 2/3 к 1/3 соответственно, законцовки несущих винтов на обеих втулках несущих винтов (например, передних и задних) могут быть включены вместе и не произойдет увеличения требуемой пиковой мощности.

[0066] Уменьшения пиковой мощности электротепловых систем защиты от обледенения могут, таким образом, быть достигнуты с использованием конструкции с разделенными зонами, в которой два набора элементов установлены в лопасти и включаются независимо. Посредством более частого нагрева наружной области лопасти толщина льда может поддерживаться (в среднем) ниже, например, в пределах рабочих секций лопасти. При подаче энергии на нагревательные системы время нахождения элемента во включенном состоянии (element on time, EOT) может изменяться в зависимости от температуры наружного воздуха таким образом, что для более низких температур время нахождения элемента во включенном состоянии может быть больше.

[0067] ФИГ. 8 иллюстрирует структурную схему примера способа 800 эксплуатации нагревательных систем на летательном аппарате с несущим винтом, согласно одному варианту реализации изобретения. Способ 800, показанный на ФИГ. 8, представляет собой вариант осуществления способа, который, например, может быть использован с системой, показанной на ФИГ. 1, например, и может быть реализован посредством вычислительного устройства (или компонентов вычислительного устройства) или может быть реализован посредством компонентов летательного аппарата с несущим винтом, согласно инструкциям, выдаваемым вычислительным устройством. Таким образом, пример устройств или систем может быть использован или выполнен с возможностью реализовывать логические функции, показанные на ФИГ. 8. В некоторых случаях, компоненты устройств и/или систем могут быть выполнены с возможностью реализовывать эти функции таким образом, что указанные компоненты сконфигурированы или структурированы (с помощью аппаратных средств и/или программного обеспечения) для обеспечения таких рабочих характеристик. В других примерах компоненты устройств и/или систем могут быть расположены или выполнены подходящими для реализации этих функций. Способ 800 может включать в себя одну или более операций, функций или действий, как показано одним или более блоками 802-810. Хотя блоки проиллюстрированы последовательно, эти блоки могут также быть выполнены параллельно и/или порядке, отличающемся от проиллюстрированного в настоящем документе. Также, различные блоки могут быть скомбинированы в меньшее количество блоков, разделены на дополнительные блоки и/или удалены на основе желаемой реализации.

[0068] Следует понимать, что эти и иные процессы и способы, раскрытые в настоящем документе, структурные схемы показывают функциональность и работу одного возможного варианта реализации из вариантов реализации настоящего изобретения. В этой связи, каждый блок может представлять модуль, сегмент или часть программного кода, который или которая включает в себя одну или более инструкций, выполненных с возможностью исполнения процессором для реализации конкретных логических функций или этапов этого процесса. Программный код может быть сохранен на компьютерочитаемом носителе или устройстве хранения данных любого типа, например, таком как устройство для хранения, включая диск или жесткий диск. Компьютерочитаемый носитель может включать в себя энергонезависимый компьютерочитаемый носитель или энергонезависимую (non-transitory) память, например, такие как компьютерочитаемые носители, которые сохраняют данные на короткие периоды времени, как регистровая память, кэш-память процессора и оперативная память (RAM). Компьютерочитаемый носитель также может включать в себя энергонезависимый носитель, такой как, например, вспомогательное устройство для хранения или устройство для постоянного долгосрочного хранения, как постоянное запоминающее устройство (ROM), оптические или магнитные диски, постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска (CD-ROM). Компьютерочитаемые носители могут также представлять собой любые другие энергозависимые (volatile) или энергонезависимые (non-volatile) системы для хранения. Компьютерочитаемым носителем может быть, например, материальный компьютерочитаемый носитель для хранения.

[0069] Кроме того, каждый блок на ФИГ. 8 может представлять собой схему, которая подключается с помощью проводки для реализации в указанном процессе конкретных логических функций. Альтернативные варианты реализации включены в объем примеров вариантов реализации настоящего изобретения, в которых функции могут быть выполнены в порядке, отличном от описанного или рассмотренного, включая по существу одновременное выполнение или обратный порядок, в зависимости от используемой функциональности, как должно быть понятно специалистам в данной области техники, обладающими достаточными навыками и умениями.

[0070] В блоке 802 способ 800 включает в себя операции, согласно которым определяют одно или более условий обледенения среды, окружающей летательный аппарат с несущим винтом. Летательный аппарат с несущим винтом может включать в себя комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, и комбинированные лопасти включают в себя первый набор лопастей и второй набор лопастей, и области комбинированных лопастей разделены на секции таким образом, что данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти.

[0071] В блоке 804 способ 800 включает операции, согласно которым обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей.

[0072] В блоке 806 способ 800 включает операции, согласно которым обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях первого набора лопастей.

[0073] В блоке 808 способ 800 включает операции, согласно которым обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на указанное множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей.

[0074] В блоке 810 способ 800 включает операции, согласно которым обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях второго набора лопастей.

[0075] В одних примерах способ 800 может быть повторен с подачей питания на соответствующие нагревательные системы до исчезновения указанных одного или более условий обледенения окружающей среды.

[0076] Еще в одном примере в случаях, когда летательный аппарат с несущим винтом содержит комбинированные несущие винты, включая передний несущий винт и задний несущий винт, причем передний несущий винт включает в себя первый набор лопастей, а задний несущий винт (или второй несущий винт в левом/правом или верхнем/нижнем наборе) включает в себя второй набор лопастей. Способ 800 может включать операции, согласно которым за обеспечением подачи питания на внешние секции первого набора лопастей на переднем несущем винте и второго набора лопастей на заднем несущем винте, следует обеспечение подачи питания к внутренним секциям второго набора лопастей на заднем несущем винте, за которым следует обеспечение подачи питания на внешние секции первого набора лопастей на переднем несущем винте и второго набора лопастей на заднем несущем винте и, в завершении, обеспечение подачи питания к внутренним секциям первого набора лопастей на переднем несущем винте.

[0077] Примеры, описанные в настоящем документе, обеспечивают возможность уменьшения необходимой пиковой мощности для вариантов работы с нагревом за счет уменьшения количества активно нагреваемых областей лопастей несущих винтов. Деление зон на внутренние и внешние (законцовку) области ограничивает потребляемую пиковую мощность для системы защиты от обледенения и приводит к уменьшению размеров и/или веса генераторов воздушного летательного аппарата. Кроме того, примеры, описанные в настоящем документе, сокращают последовательность для защиты от обледенения для внешних секций лопастей несущих винтов и обеспечивают возможность деления мощности между несущими винтами, чтобы свести к минимуму последовательности устранения обледенения.

[0078] Кроме того, использование описанных примеров конфигураций, вследствие того, что законцовки лопастей несущих винтов имеют сочетание изменений в размахе, крутке, отрицательном/положительном угле поперечного "V" и хорде, производство нагревательных систем, которые отвечают геометрическим требованиям, обеспечивается посредством деления нагревателей на две секции, которые могут быть произведены и установлены в сложных секциях законцовок. В некоторых примерах это позволяет повысить точность в процессе производства.

[0079] Кроме того, настоящее раскрытие содержит варианты реализации согласно следующим пунктам:

Пункт 1. Система летательного аппарата с несущим винтом, содержащая:

комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, и области комбинированных лопастей, разделенные на секции, причем данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти;

множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях комбинированных лопастей;

множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей и

блок управления, соединенный с указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, при этом на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха.

Пункт 2. Система по пункту 1, в которой на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, дополнительно основанной на выходных данных датчика содержания воды, указывающего на степень обледенения и температуру наружного воздуха.

Пункт 3. Система по пунктам 1 или 2, в которой последовательность повторена до исчезновения условий обледенения.

Пункт 4. Система по пунктам 1, 2 или 3, в которой на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха, причем последовательность включает в себя более частый нагрев внешних секций комбинированных лопастей, чем нагрев внутренних секций комбинированных лопастей.

Пункт 5. Система по пунктам 1, 2, 3 или 4, в которой блок управления делит мощность для нагрева соответствующей лопасти между указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, с тем чтобы уменьшить отбор пиковой мощности.

Пункт 6. Система по пункту 5, в которой блок управления делит указанную мощность между указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, в отношении примерно две третьих к одной трети, соответственно.

Пункт 7. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5 или 6, в которой комбинированные лопасти включают в себя первый набор лопастей и второй набор лопастей, причем на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, содержащей:

внешние секции первого набора лопастей и второго набора лопастей;

внутренние секции первого набора лопастей;

внешние секции первого набора лопастей и второго набора лопастей и

внутренние секции второго набора лопастей.

Пункт 8. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7, в которой на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в направлении хорды от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти.

Пункт 9. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты, включающие в себя передний несущий винт и задний несущий винт, причем передний несущий винт включает в себя набор комбинированных лопастей и задний несущий винт также включает в себя набор комбинированных лопастей.

Пункт 10. Система по пункту 9, в которой энергия подана на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей в последовательности, содержащей:

внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте;

внутренние секции набора комбинированных лопастей на заднем несущем винте;

внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте и

внутренние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте.

Пункт 11. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты, включающие в себя передний несущий винт и задний несущий винт, причем передний несущий винт включает в себя набор комбинированных лопастей, и задний несущий винт также включает в себя набор комбинированных лопастей, и при этом

на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, из которой исключены указанное множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей на заднем несущем винте с обеспечением возможности более частой подачи энергии на внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте.

Пункт 12. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты, включающие в себя первый несущий винт и второй несущий винт, причем первый несущий винт включает в себя набор комбинированных лопастей и второй несущий винт также включает в себя набор комбинированных лопастей, и на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в направлении хорды таким образом, что:

для внешних секций и внутренних секций набора комбинированных лопастей на первом несущем винте, энергия подана на секции от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти; и

для внешних секций и внутренних секций набора комбинированных лопастей на втором несущем винте, энергия подана на секции от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти.

Пункт 13. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или 12, в которой на основании того, что температура наружного воздуха выше порогового значения, на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, из которой исключены:

указанное множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях комбинированных лопастей или указанное множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей.

Пункт 14. Система, содержащая:

- комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, и области комбинированных лопастей, разделенные на секции, причем

данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти;

- множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях комбинированных лопастей;

- множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей; и

- блок управления, соединенный с указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта,

причем блок управления выполнен с возможностью вызывать подачу энергии на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей в последовательности, основанной на том, являются ли секции внутренними или внешними, и на основании одного или более условий обледенения среды, окружающей указанную систему.

Пункт 15. Система по пункту 14, в которой комбинированные лопасти включают в себя первый набор лопастей и второй набор лопастей, причем на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, содержащей:

внешние секции первого набора лопастей и второго набора лопастей;

внутренние секции первого набора лопастей;

внешние секции первого набора лопастей и второго набора лопастей и

внутренние секции второго набора лопастей.

Пункт 16. Система по пунктам 14 или 15, в которой на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в направлении хорды от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти.

Пункт 17. Система по пунктам 14, 15 или 16, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты, включающие в себя передний несущий винт и задний несущий винт, причем передний несущий винт включает в себя набор комбинированных лопастей и задний несущий винт также включает в себя набор комбинированных лопастей, и на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, содержащей:

внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте;

внутренние секции набора комбинированных лопастей на заднем несущем винте;

внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте и

внутренние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте.

Пункт 18. Способ, согласно которому:

- определяют одно или более условий обледенения среды, окружающей летательный аппарат с несущим винтом, причем

летательный аппарат с несущим винтом включает в себя комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом и комбинированные лопасти включают в себя первый набор лопастей и второй набор лопастей, и

области комбинированных лопастей разделены на секции таким образом, что данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти;

- обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей;

- обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях первого набора лопастей;

- обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на указанное множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей; и

- обеспечивают, посредством блока управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях второго набора лопастей.

Пункт 19. Способ по пункту 18, согласно которому дополнительно повторяют последовательность обеспечения подачи питания на соответствующие нагревательные системы до исчезновения указанных одного или более условий обледенения окружающей среды.

Пункт 20. Способ по пунктам 18 или 19, согласно которому летательный аппарат с несущим винтом содержит комбинированные несущие винты, включающие в себя передний несущий винт и задний несущий винт, причем передний несущий винт включает в себя первый набор лопастей, и задний несущий винт включает в себя второй набор лопастей, и при этом:

- обеспечение подачи питания на указанное множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей, включает обеспечение подачи питания на внешние секции первого набора лопастей на переднем несущем винте и второго набора лопастей на заднем несущем винте;

- обеспечение подачи питания на указанное множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях первого набора лопастей, включает обеспечение подачи питания к внутренним секциям второго набора лопастей на заднем несущем винте;

- обеспечение подачи питания на указанное множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях первого набора лопастей и второго набора лопастей, включает обеспечение подачи питания на внешние секции первого набора лопастей на переднем несущем винте и второго набора лопастей на заднем несущем винте; и

- обеспечение подачи питания на указанное множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях второго набора лопастей, включает обеспечение подачи питания к внутренним секциям первого набора лопастей на переднем несущем винте.

Описание различных предпочтительных конструкций было представлено в целях иллюстрации и описание не предназначено для того, чтобы считаться исчерпывающим или ограничивающимся раскрытыми формами реализации настоящего изобретения. Многие модификации и изменения будут очевидны специалистам в данной области техники. Кроме того, различные предпочтительные варианты реализации изобретения могут обеспечивать различные преимущества по сравнению с другими предпочтительными вариантами реализации изобретения. Вариант или варианты реализации изобретения выбраны и описаны для того, чтобы лучше объяснить принципы его осуществления, практического применения и дать представление другим специалистам в данной области техники о различных вариантах с различными модификациями, которые подходят для конкретного применения.

Группа изобретений относится к антиобледенительным системам для летательного аппарата и способу удаления или предотвращения образования льда на лопастях летательного аппарата с несущим винтом. В первом варианте система содержит комбинированные лопасти, разделенные на секции определенным образом, множество первых и вторых нагревательных систем, распределенных на разных секциях несущего винта, блок управления. Во втором варианте система отличается от первого расположением нагревательных элементов. Способ включает определение условий обледенения, обеспечение условий подачи питания на нагревательные элементы. Обеспечивается всепогодное использование летательного аппарата. 3 н.п и 17 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

1. Антиобледенительная система для летательного аппарата (100) с несущим винтом, содержащая:

- комбинированные лопасти (110, 112), соединенные с несущим винтом (108), и области комбинированных лопастей (110, 112), разделенные на секции, причем данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию (412), проходящую от несущего винта (108) наружу, и внешнюю секцию (414), проходящую от внутренней секции (412) к законцовке данной лопасти;

- множество первых нагревательных систем (422, 424, 426), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях (414) комбинированных лопастей;

- множество вторых нагревательных систем (416, 418, 420), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (412) комбинированных лопастей; и

- блок (102) управления, соединенный с указанным множеством первых нагревательных систем (422, 424, 426), выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем (416, 418, 420), выполненных в направлении диаметра несущего винта, причем на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха.

2. Система по п. 1, в которой на соответствующие нагревательные системы (114, 116) указанных секций (412, 414) комбинированных лопастей (110, 112) энергия подана в последовательности, дополнительно основанной на выходных данных датчика (106) содержания воды, указывающих на степень обледенения и температуру наружного воздуха.

3. Система по п. 1 или 2, в которой последовательность повторена до исчезновения условий обледенения.

4. Система по п. 1 или 2, в которой на соответствующие нагревательные системы (114, 116) указанных секций (412, 414) комбинированных лопастей (110, 112) энергия подана в последовательности, основанной на температуре наружного воздуха, причем последовательность включает в себя более частый нагрев внешних секций (414) комбинированных лопастей (110, 112), чем нагрев внутренних секций (412) комбинированных лопастей (110, 112).

5. Система по п. 1 или 2, в которой блок (102) управления делит мощность для нагрева соответствующей лопасти (110, 112) между указанным множеством первых нагревательных систем (422, 424, 426), выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем (416, 418, 420), выполненных в направлении диаметра несущего винта, с тем чтобы уменьшить отбор пиковой мощности.

6. Система по п. 5, в которой блок (102) управления делит указанную мощность между указанным множеством первых нагревательных систем (422, 424, 426), выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем (416, 418, 420), выполненных в направлении диаметра несущего винта, в отношении примерно две третьих к одной трети, соответственно.

7. Система по п. 1 или 2, в которой комбинированные лопасти (110, 112) включают в себя первый набор лопастей (404, 408) и второй набор лопастей (406, 410), причем на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в последовательности, содержащей: внешние секции (414) первого набора лопастей (404, 408) и второго набора лопастей (406, 410); внутренние секции (412) первого набора лопастей (404, 408); внешние секции (414) первого набора лопастей (404, 408) и второго набора лопастей (406, 410) и внутренние секции (412) второго набора лопастей (406, 410).

8. Система по п. 1 или 2, в которой на соответствующие нагревательные системы (114, 116) указанных секций комбинированных лопастей (110, 112) подана энергия в направлении хорды от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти.

9. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты (602, 604), включающие в себя передний несущий винт (602) и задний несущий винт (604), причем передний несущий винт (602) включает в себя набор комбинированных лопастей (110, 112) и задний несущий винт (604) также включает в себя набор комбинированных лопастей (120, 122).

10. Система по п. 9, в которой на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в последовательности, содержащей:

внешние секции (422, 424, 426) набора комбинированных лопастей (120, 122) на переднем несущем винте (602) и на заднем несущем винте (604); внутренние секции (612) набора комбинированных лопастей на заднем несущем винте (604); внешние секции (614) набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте (602) и на заднем несущем винте (604) и внутренние секции (612) набора комбинированных лопастей на переднем несущем

винте (602).

11. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты (602, 604), включающие в себя передний несущий винт (602) и задний несущий винт (604), причем передний несущий винт (602) включает в себя набор комбинированных лопастей и задний несущий винт (604) также включает в себя набор комбинированных лопастей, а на соответствующие нагревательные системы (612, 614) указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в последовательности, из которой исключены указанное множество вторых нагревательных систем (616, 618, 620), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (612) комбинированных лопастей (628, 630, 632) на заднем несущем винте (118, 604) с обеспечением возможности более частой подачи энергии на внешние секции (614) набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте (108, 602) и на заднем несущем винте (118, 604).

12. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты (108, 118, 602, 604), включающие в себя первый несущий винт (108, 602) и второй несущий винт (118, 604), причем первый несущий винт (108, 602) включает в себя набор комбинированных лопастей (110, 112) и второй несущий винт (118, 604) также включает в себя набор комбинированных лопастей (120, 122), а на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в направлении хорды таким образом, что: для внешних секций (614) и внутренних секций (612) набора комбинированных лопастей на первом несущем винте (108, 602), энергия подана на секции от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти; и для внешних секций (614) и внутренних секций (612) набора комбинированных лопастей на втором несущем винте (118, 604), энергия подана на секции от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти.

13. Система по п. 1 или 2, в которой на основании того, что температура наружного воздуха выше порогового значения, на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в последовательности, из которой исключены: указанное множество первых нагревательных систем (622, 624, 626), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях (614) комбинированных лопастей или указанное множество вторых нагревательных систем (616, 618, 620), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (612) комбинированных лопастей.

14. Антиобледенительная система для летательного аппарата с несущим винтом, содержащая:

- комбинированные лопасти, соединенные с несущим винтом, и области комбинированных лопастей, разделенные на секции, причем данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию, проходящую от несущего винта наружу, и внешнюю секцию, проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти;

- множество первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях комбинированных лопастей;

- множество вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях комбинированных лопастей; и

- блок управления, соединенный с указанным множеством первых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, и указанным множеством вторых нагревательных систем, выполненных в направлении диаметра несущего винта, причем блок управления выполнен с возможностью вызывать подачу энергии на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей в последовательности, основанной на том, являются ли секции внутренними или внешними, и на основании одного или более условий обледенения среды, окружающей указанную систему.

15. Система по п. 14, в которой комбинированные лопасти включают в себя первый набор лопастей и второй набор лопастей, причем на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в последовательности, содержащей: внешние секции первого набора лопастей и второго набора лопастей; внутренние секции первого набора лопастей; внешние секции первого набора лопастей и второго набора лопастей и внутренние секции второго набора лопастей.

16. Система по п. 14 или 15, в которой на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей энергия подана в направлении хорды от передней кромки до задней кромки соответствующей лопасти.

17. Система по п. 14 или 15, дополнительно содержащая комбинированные несущие винты, включающие в себя передний несущий винт и задний несущий винт, причем передний несущий винт включает в себя набор комбинированных лопастей, а задний несущий винт также включает в себя набор комбинированных лопастей, и на соответствующие нагревательные системы указанных секций комбинированных лопастей подана энергия в последовательности, содержащей: внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте; внутренние секции набора комбинированных лопастей на заднем несущем винте; внешние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте и на заднем несущем винте и внутренние секции набора комбинированных лопастей на переднем несущем винте.

18. Способ удаления и/или предотвращения образования льда на лопастях летательного аппарата с несущим винтом, согласно которому:

- определяют одно или более условий обледенения среды, окружающей летательный аппарат (100) с несущим винтом, причем летательный аппарат (100) с несущим винтом включает в себя комбинированные лопасти (110, 112), соединенные с несущим винтом (108), а комбинированные лопасти (110, 112) включают в себя первый набор лопастей (404, 408) и второй набор лопастей (406, 410), а области комбинированных лопастей разделены на секции (412, 414) таким образом, что данная лопасть включает в себя внутреннюю секцию (412), проходящую от несущего винта (108, 402) наружу, и внешнюю секцию (414), проходящую от внутренней секции к законцовке данной лопасти;

- обеспечивают, посредством блока (102) управления, подачу питания на множество первых нагревательных систем (422, 424, 426), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях (414) первого набора лопастей (404, 408) и второго набора лопастей (406, 410);

- обеспечивают, посредством блока (102) управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем (416, 418, 420), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (412) первого набора лопастей (404, 408);

- обеспечивают, посредством блока (102) управления, подачу питания на указанное множество первых нагревательных систем (422, 424, 426), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях (414)

первого набора лопастей (404, 408) и второго набора лопастей (406, 410); и

- обеспечивают, посредством блока (102) управления, подачу питания на множество вторых нагревательных систем (416, 418, 420), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (412) второго набора лопастей (406, 410).

19. Способ по п. 18, согласно которому дополнительно повторяют последовательность обеспечения подачи питания на соответствующие нагревательные системы до исчезновения указанных одного или более условий обледенения окружающей среды.

20. Способ по п. 18 или 19, при котором летательный аппарат (100, 600) с несущим винтом содержит комбинированные несущие винты (108, 118), включающие в себя передний несущий винт (602) и задний несущий винт (604), причем передний несущий винт (602) включает в себя первый набор лопастей (606, 608, 610) и задний несущий винт (604) включает в себя второй набор лопастей (628, 630, 632), и при этом:

- обеспечение подачи питания на указанное множество первых нагревательных систем (622, 624, 626), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях (614) первого набора лопастей (608, 608, 610) и второго набора лопастей (628, 630, 632), включает обеспечение подачи питания на внешние секции (614) первого набора лопастей (606, 608, 610) на переднем несущем винте (602) и второго набора лопастей (628, 630, 632) на заднем несущем винте (118, 604);

- обеспечение подачи питания на указанное множество вторых нагревательных систем (616, 618, 620), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (612) первого набора лопастей (606, 608, 610), включает обеспечение подачи питания к внутренним секциям (612) второго набора лопастей (628, 630, 632) на заднем несущем винте (118, 604);

- обеспечение подачи питания на указанное множество первых нагревательных систем (622, 624, 626), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внешних секциях (614) первого набора лопастей (606, 608, 610) и второго набора лопастей (628, 630, 632), включает обеспечение подачи питания на внешние секции (614) первого набора лопастей (606, 608, 610) на переднем несущем винте (108, 602) и второго набора лопастей (628, 630, 632) на заднем несущем винте (118, 604); и

- обеспечение подачи питания на указанное множество вторых нагревательных систем (616, 618, 620), выполненных в направлении диаметра несущего винта и содержащихся на соответствующих внутренних секциях (612) второго набора лопастей (628, 630, 632), включает обеспечение подачи питания к внутренним секциям (612) первого набора лопастей (606, 608, 610) на переднем несущем винте (108, 602).