Противообледенительная система Российский патент 2024 года по МПК B64D15/12 

Изобретение относится к оборудованию для борьбы с обледенением и, в частности, в области авиации может быть использовано для устранения льда на крыле летательного аппарата, а также с солнечных батарей.

Обледенение несущих поверхностей летательных аппаратов уменьшает подъемную силу, увеличивает сопротивление, изменяет моментные характеристики, что может привести к аварийной ситуации. Проблема обледенения весьма является актуальной для беспилотных летательных аппаратов, для которых ограничен выбор противообледенительных систем их весом, занимаемым местом и энергетическими затратами. Обледенение солнечных батарей затрудняет проникновение солнечных лучей к фотоэлектрическому слою полупроводниковых пластин, что может привести к снижению ее мощности или полному прекращению работы.

Известна электроимпульсная система (Т.П. Мещерякова, Проектирование систем защиты самолетов и вертолетов // Москва «Машиностроение» 1977 г., С.67), которая часто используется на самолетах, в том числе и на беспилотных летательных аппаратах. Электроимпульсная система состоит из генератора электрических импульсов, электросистемы-трансформатора, выпрямителя, накопителя энергии в паузах между импульсами (в виде конденсатора), формирующего электроимпульсы элемента, и преобразователей -индуктора вихревых токов, служащих для преобразования электрических импульсов в импульсы упругих деформаций в зоне, защищаемой от импульсов в импульсы упругих деформаций в зоне, защищаемой от обледенения обшивки. Индукторы укрепляют в непосредственной близости на внутренней стороне обшивки в пределах зоны захвата переохлажденных капель. Недостатком данной системы является большой вес для беспилотных летательных аппаратов и пиковое энергопотребление.

Известно изобретение «Противообледенительная система», патент №2583111. Изобретение относится к области авиации в частности к противообледенительным системам летательных аппаратов. Эта противообледенительная система композиционных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит систему датчиков контроля температуры, провода соединения с системой электроснабжения выведенные на внутреннюю поверхность обшивки, электронагревательный элемент, встроенный во внешнюю поверхность обшивки, выполненный из углеродного волокна и расположенный параллельно линии максимального обледенения передней кромки аэродинамических поверхностей летательного аппарата. В качестве проводника тока используется углеволокно или углеродное волокно, которое проводит электрический ток и при этом нагревается. Недостатками этого изобретения являются: 1) то, что борьба со льдом происходит только путем нагрева и при этом рассеивается значительное количество энергии, 2) при таянии льда образуется талая вода, стекающая по потоку и образующая так называемый «барьерный лед» на верхней поверхности крыла.

Задачей и техническим результатом данного изобретения является устранение обледенения в процессе нарастания льда.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что данная противообледенительная система, содержит на внешней поверхности, подверженной обледенению, открытые электро-проводники, расположенные заподлицо с поверхностью, таким образом, чтобы в активной зоне рядом с каждым анодом был катод и наоборот. При этом, расстояние между анодом и катодом должно быть таким минимальным, чтобы во влажном воздухе не создавать короткое замыкание.

При попадании воды между анодом и катодом вода собой замыкает электрическую цепь. Между анодом и катодом за счет действия электрического тока вода нагревается и затем испаряется. При этом в том же участке воды между анодом и катодом под действием электрического тока происходит процесс электролиза, разбивающий эту воду на водород и кислород. В результате чего вода исчезает с этой поверхности, тем самым размыкает цепь и прекращает расход энергии. В случае наличия льда, он, аналогично воде, также замыкает электрическую цепь, а образовавшиеся между ним и поверхностью пар и водород с кислородом отталкивают его от поверхности. Таким образом, вся поверхность всегда остается чистой, а расход энергии происходит только при наличии льда или воды.

Объектом воздействия данного изобретения может быть не только лед и вода, но и какие-либо загрязнения, способные проводить электрический ток. Например, это может быть грязь, как смесь неких частиц с водой, либо насекомые (проблема борьбы с которыми актуальна для крыла летательных аппаратов).

Побочным положительным эффектом данной противообледенительной системы будет выделение в атмосферу чистого кислорода.

Предлагаемое изобретение поясняется следующей схемой.

На фигуре 1 показан общий вид противообледенительной системы.

В предлагаемом изобретении введены следующие обозначения: отрицательно заряженный проводник 1, положительно заряженный проводник 2.

В статике данная противообледенительная система представляет собой набор близко расположенных, но непересекающихся плоских проводников, расположенных на поверхности, подверженной обледенению. При этом они расположены заподлицо с поверхностью, то есть не выступают над ней и не заглублены в нее. Проводники подключены поочередно то к аноду, то к катоду.

Данная противообледенительная система работает следующим образом: на отрицательно заряженный проводник 1 и близко расположенный к нему положительно заряженный проводник 2 попадает вода и замыкает электрическую цепь, по которой идет ток, который дезинтегрирует воду и цепь размыкается. Таким образом, эта противообледенительная система работает только при наличии воды.

Преимущество данной противообледенительной системы в том, что она легкая, экономичная и имеет небольшие энергетические затраты.

Изобретение относится к противообледенительным системам летательных аппаратов, а также с солнечных батарей. Противообледенительная система содержит провода соединения с системой электроснабжения летательного аппарата, выведенные на внутреннюю поверхность обшивки аппарата. На внешней поверхности, подверженной обледенению, и заподлицо с ней, содержится набор открытых проводников (1,2). При этом, в активной зоне рядом с каждым анодом (1) имеется катод (2) и наоборот. Расстояние между анодом (1) и катодом (2) должно быть таким минимальным, чтобы во влажном воздухе не создавалось короткое замыкание. Достигается снижение массы и энергетических затрат. 1 ил.

Противообледенительная система, содержащая провода соединения с системой электроснабжения летательного аппарата, выведенные на внутреннюю поверхность обшивки аппарата, отличающаяся тем, что содержит на внешней поверхности, подверженной обледенению, и заподлицо с ней, набор открытых проводников таким образом, чтобы в активной зоне рядом с каждым анодом был катод и наоборот, причем расстояние между анодом и катодом должно быть таким минимальным, чтобы во влажном воздухе не создавалось короткое замыкание.