CN109808897B - 一种机翼用弹性带除冰装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属涉及一种机翼用弹性带除冰装置及方法，包括弹性带和设置于机翼内腔的驱动部，所述弹性带的一部分包覆于机翼前缘蒙皮外表面，另一部分设置于机翼内腔，所述弹性带可沿机翼前缘的蒙皮拉伸以改变弹性带的位置；所述机翼前缘的上表面和下表面分别设有安装口，所述弹性带从安装口处伸入机翼内腔；所述驱动部用于驱动弹性带滑动。本发明的结构简单，耗能较少，能够实现机翼的除冰工作，保障飞机的飞行安全。

Description

一种机翼用弹性带除冰装置及方法

技术领域

本发明属于飞机除冰技术领域，具体涉及一种机翼用弹性带除冰装置及方法。

背景技术

飞机机翼表面发生结冰将严重影响飞机飞行安全，国内外各大航空公司对飞机机翼除冰工作均进行了大量研究。飞机机翼作为飞行升力提供的主要部件，表面结冰会严重影响飞行性能，甚至造成飞机失控等后果，因此需要对结冰进行防御及去除。具体分析飞机机翼结冰情况来看，机翼前缘蒙皮的上下两侧最易结冰，且该部位积冰对于飞机的气动布局及升力的影响最大。

现有的飞机机翼除冰装置多采用电热原理，利用飞机中电能为电阻丝加热，从而使得机翼蒙皮外部的结冰受热融化，该方法可靠性强，但存在高能耗的问题。

现有的机械式除冰方法，由于引入大量装置部件，且除冰结构复杂，会加重飞机本身重量，造成飞机飞行过程中动力的额外消耗，影响飞机的气动布局。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种机翼用弹性带除冰装置及方法，解决现有机翼除冰容易消耗大量电能、结构复杂、加重飞机机体重量、影响飞机气动布局的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种机翼用弹性带除冰装置，包括弹性带和设置于机翼内腔的拉伸驱动部，所述弹性带的一部分包覆于机翼前缘蒙皮外表面，另一部分设置于机翼内腔，所述弹性带可沿机翼前缘的蒙皮拉伸以改变弹性带的位置；

所述机翼前缘的上表面和下表面分别设有安装口，所述弹性带从安装口处伸入机翼内腔；所述拉伸驱动部用于驱动弹性带拉伸。

弹性带沿机翼前缘的拉伸使得积冰与弹性带之间发生错位，部分积冰与弹性带脱离接触并从弹性带上掉落。

采用凸轮来实现弹性带沿机翼蒙皮的拉伸，通过改变弹性带的松紧程度可以使得积冰与弹性带脱离接触，实现了去除积冰的效果。

进一步，所述拉伸驱动部包括设置于机翼内腔中的凸轮，所述凸轮通过凸轮电机驱动，所述凸轮的外侧面与弹性带接触。

进一步，还包括设置于机翼内腔的滑动驱动部，所述滑动驱动部用于驱动弹性带沿机翼前缘蒙皮的转动，弹性带的转动带动积冰随弹性带运动；

所述安装口处设有除冰铲，所述除冰铲的铲尖与弹性带的外表面接触。

除冰铲的铲尖与弹性带的外表面接触使得残余的积冰被除冰铲铲落，除冰铲配合弹性带沿机翼蒙皮的转动实现了二次除冰的过程，除冰效果更好。

进一步，所述除冰铲的尾端与机翼前端蒙皮转动连接，所述除冰铲靠近机翼内腔的侧面通过电磁继电器驱动以实现除冰铲沿机翼前端蒙皮的转动。

采用电磁继电器可以控制除冰铲的转动，除冰铲在除冰和不除冰时具有不同的工位。

进一步，所述电磁继电器安装于机翼内腔，所述电磁继电器中衔铁通过弹簧与除冰铲连接。

进一步，所述除冰铲包括安装于机翼蒙皮上表面的上除冰铲以及安装于机翼蒙皮下表面的下除冰铲，所述上除冰铲通过上电磁继电器驱动，下除冰铲通过下电磁继电器驱动。

在机翼上下表面的安装口处分别设置除冰铲，能够保证弹性带在顺时针和逆时针转动时均可以利用除冰铲去除弹性带上的残余积冰。

进一步，所述滑动驱动部包括设置于机翼内腔的传动轮，所述传动轮通过传动电机驱动，所述传动轮驱动弹性带滑动。

进一步，所述机翼内腔中设有张紧轮，所述张紧轮可以张紧弹性带。

进一步，所述除冰铲的尾端通过合页与机翼前缘蒙皮转动连接，所述除冰铲的形状与安装口的形状拟合。

一种机翼除冰方法，包括以下步骤：

步骤1，判断机翼前缘结冰情况，若飞机机翼发生中度结冰，实施步骤2，若飞机机翼发生重度结冰，实施步骤4；

步骤2，启动凸轮电机及传动电机，凸轮及传动轮逆时针转动，弹性带沿着机翼前缘蒙皮逆时针转动，凸轮在转动过程中对弹性带产生周期性的拉伸作用，积冰与弹性带发生相对错位滑动以使部分积冰脱落，残余积冰随着弹性带转动；

步骤3，启动下电磁继电器，下除冰铲的铲尖紧压在弹性带外表面，残余积冰通过下除冰铲去除，然后进入步骤6；

步骤4，启动凸轮电机及传动电机，凸轮及传动轮按照顺时针和逆时针的方向进行周期性的转动，驱动弹性带沿机翼前缘蒙皮转动，凸轮在转动过程中对弹性带产生周期性的拉伸作用，积冰与弹性带发生相对错位滑动以使部分积冰脱落，残余积冰随着弹性带转动；

步骤5，启动下电磁继电器和上电磁继电器，当弹性带逆时针转动时，下除冰铲的铲尖紧压在弹性带外表面，残余积冰通过下除冰铲去除；

当弹性带顺时针转动时，上除冰铲的铲尖紧压在弹性带外表面，残余积冰通过上除冰铲去除，然后进入步骤6；

步骤6，当操作人员判断机翼前缘结冰被完全清除或机翼结冰程度不影响飞机飞行时，停止凸轮电机、传动电机、下电磁继电器及上电磁继电器的工作。

本发明的有益效果：

本申请采用弹性带的拉伸实现了积冰与弹性带的相对错位滑动，积冰因为可拉伸性较差，部分积冰从弹性带上脱落，实现了初步除冰的效果；采用弹性带的转动配合除冰铲，残余积冰在安装口处被铲除，进而实现了二次除冰的效果。通过两个步骤的除冰能够达到较好的除冰结果，保障了飞机的飞行安全。

采用的弹性带、除冰铲及凸轮、传动轮等结构的配合实现除冰，结构简单，机翼附加结构的重量低，减轻了额外负重对飞机飞行的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明的整体结构示意图剖视图；

图2为本发明的安装原理结构示意图；

图3为本发明中凸轮的结构示意图；

图4为本发明中除冰铲及电磁继电器配合的示意图；

图5为本发明中C型上支架的结构示意图；

图6位本发明中C型下支架的结构示意图

图中：1、弹性带；2、蒙皮；3、凸轮；4、上除冰铲；5、弹簧；6、上电磁继电器；7、C型上支架；8、张紧轮；9、传动轮；10、下除冰铲；11、下电磁继电器；12、合页；13、C型下支架；14、机翼内腔；15、传动电机；16、凸轮电机。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明的一种典型实施方式中，如图1-6所示，一种机翼用弹性带除冰装置，包括弹性带1和设置于机翼内腔14的拉伸驱动部，所述弹性带1的一部分包覆于机翼前缘蒙皮2外表面，另一部分设置于机翼内腔14，所述弹性带1可沿机翼前缘的蒙皮2拉伸以改变弹性带1的位置；

所述机翼前缘的上表面和下表面分别设有安装口，所述弹性带1从安装口处伸入机翼内腔14；所述拉伸驱动部用于驱动弹性带1拉伸。

弹性带1沿机翼前缘的拉伸使得积冰与弹性带1之间发生错位，部分积冰与弹性带1脱离接触并从弹性带1上掉落。

优选的，所述拉伸驱动部包括设置于机翼内腔14中的凸轮3，所述凸轮3通过凸轮电机16驱动，所述凸轮3的外侧面与弹性带1接触。

具体的，凸轮电机16固定设置于机翼内腔14中，凸轮电机16的输出轴与凸轮3固定连接。

优选的，还包括设置于机翼内腔14的滑动驱动部，所述滑动驱动部用于驱动弹性带1沿机翼前缘蒙皮2的转动，弹性带1的转动带动积冰随弹性带1运动；

所述安装口处设有除冰铲，所述除冰铲的铲尖与弹性带1的外表面接触。

除冰铲的铲尖与弹性带1的外表面接触使得残余的积冰被除冰铲铲落，除冰铲配合弹性带1沿机翼蒙皮2的转动实现了二次除冰的过程，除冰效果更好。

优选的，所述除冰铲的尾端与机翼前端蒙皮2转动连接，所述除冰铲靠近机翼内腔14的侧面通过电磁继电器驱动以实现除冰铲沿机翼前端蒙皮2的转动。

采用电磁继电器可以控制除冰铲的转动，除冰铲在除冰和不除冰时具有不同的工位。

优选的，所述电磁继电器安装于机翼内腔14，所述电磁继电器中衔铁通过弹簧5与除冰铲连接。

优选的，所述除冰铲包括安装于机翼蒙皮上表面的上除冰铲4以及安装于机翼蒙皮下表面的下除冰铲10，所述上除冰铲4通过上电磁继电器6驱动，下除冰铲10通过下电磁继电器11驱动。

具体的，上电磁继电器6通过C型上支架7与机翼内腔14固定连接，下电磁继电器11通过C型下支架13与机翼内腔14固定连接。

在不进行除冰工作时，上除冰铲的铲尖及下除冰铲的铲尖仅是与弹性带贴合；需要除冰时，上除冰铲及下除冰铲的铲尖紧压在具有积冰的弹性带。即除冰铲具有工作及不工作两种工位，能够避免铲尖长期紧压弹性带对弹性带造成的损伤。

优选的，所述滑动驱动部包括设置于机翼内腔14的传动轮9，所述传动轮9通过传动电机15驱动，所述传动轮9驱动弹性带1滑动。

具体的，传动电机15固定设置于机翼内腔14中，传动电机15的输出轴与传动轮9固定连接。

具体的，凸轮3和传动轮9与弹性带1接触的侧面都设有凹槽，所述弹性带1与凹槽的底面接触，通过凹槽的设置能够增大凸轮3、传动轮9与弹性带1之间的摩擦力。

优选的，所述机翼内腔14中设有张紧轮8，所述张紧轮8用于实现弹性带1的张紧。

具体的，所述张紧轮8的数量为两个，两个张紧轮8通过张紧轮支架安装于机翼内腔14，弹性带1从两个张紧轮8之间穿过。

优选的，所述除冰铲的尾端通过合页12与机翼前缘蒙皮2转动连接，所述除冰铲的形状与安装口的形状拟合。

一种机翼除冰方法，包括以下步骤：

步骤1，判断机翼前缘结冰情况，若飞机机翼发生中度结冰，实施步骤2，若飞机机翼发生重度结冰，实施步骤4；

步骤2，启动凸轮电机16及传动电机15，凸轮3及传动轮9逆时针转动，弹性带1沿着机翼前缘蒙皮2逆时针转动，凸轮3在转动过程中对弹性带1产生周期性的拉伸作用，以使积冰与弹性带1发生相对错位滑动以使部分积冰脱落，残余积冰随着弹性带1转动；

步骤3，启动下电磁继电器11，下除冰铲10的铲尖紧压在弹性带1外表面，残余积冰通过下除冰铲10去除，然后进入步骤6；

步骤4，启动凸轮电机16及传动电机15，凸轮3及传动轮9按照顺时针和逆时针的方向进行周期性的转动，驱动弹性带1沿机翼前缘蒙皮2转动，凸轮3在转动过程中对弹性带1产生周期性的拉伸作用，积冰与弹性带1发生相对错位滑动以使部分积冰脱落，残余积冰随着弹性带1转动；

步骤5，启动下电磁继电器11和上电磁继电器6，当弹性带1逆时针转动时，下除冰铲10的铲尖紧压在弹性带1外表面，残余积冰通过下除冰铲10去除；

当弹性带1顺时针转动时，上除冰铲4的铲尖紧压在弹性带1外表面，残余积冰通过上除冰铲4去除，然后进入步骤6；

步骤6，当操作人员判断机翼前缘结冰被完全清除或机翼结冰程度不影响飞机飞行时，停止凸轮电机16、传动电机15、下电磁继电器11及上电磁继电器6的工作。

需要指出的是，不论是步骤2中针对中度结冰的除冰过程，还是步骤4中针对重度结冰的除冰过程中：都是采用弹性带11与积冰发生错位滑动进而使得积冰脱落的方式形成初步除冰；下除冰铲1010的铲尖去除弹性带11残余积冰的方式形成二次除冰。

为了方便弹性带的安装，本申请适用的机翼应为分段制造的机翼结构，在每段机翼安装完本申请的机翼弹性带除冰装置之后，将各分段机翼连接成一个整体。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，包括，

弹性带，所述弹性带的一部分包覆于机翼前缘蒙皮外表面，另一部分设置于机翼内腔，所述弹性带可沿机翼前缘的蒙皮拉伸以改变弹性带的位置；

所述机翼前缘的上表面和下表面分别设有安装口，所述弹性带从安装口处伸入机翼内腔；

设置于机翼内腔的拉伸驱动部，所述拉伸驱动部用于驱动弹性带拉伸以使得积冰与弹性带之间发生错位；

所述拉伸驱动部包括设置于机翼内腔中的凸轮，所述凸轮通过凸轮电机驱动，所述凸轮的外侧面与弹性带接触。

2.根据权利要求1所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，还包括设置于机翼内腔的滑动驱动部，所述滑动驱动部用于驱动弹性带沿机翼前缘蒙皮的转动，弹性带的转动带动积冰随弹性带运动；

所述安装口处设有除冰铲，所述除冰铲的铲尖与弹性带的外表面接触。

3.根据权利要求2所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，所述除冰铲的尾端与机翼前端蒙皮转动连接，所述除冰铲靠近机翼内腔的侧面通过电磁继电器驱动以实现除冰铲沿机翼前端蒙皮的转动。

4.根据权利要求3所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，所述电磁继电器安装于机翼内腔，所述电磁继电器中衔铁通过弹簧与除冰铲连接。

5.根据权利要求4所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，所述除冰铲包括安装于机翼蒙皮上表面的上除冰铲以及安装于机翼蒙皮下表面的下除冰铲，所述上除冰铲通过上电磁继电器驱动，下除冰铲通过下电磁继电器驱动。

6.根据权利要求2所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，所述滑动驱动部包括设置于机翼内腔的传动轮，所述传动轮通过传动电机驱动，所述传动轮驱动弹性带滑动。

7.根据权利要求1所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，所述机翼内腔中设有张紧轮，所述张紧轮用于实现弹性带的张紧。

8.根据权利要求3所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，所述除冰铲的尾端通过合页与机翼前缘蒙皮转动连接，所述除冰铲的形状与安装口的形状拟合。

9.一种机翼除冰方法，利用了权利要求1-8中任意一项所述的机翼用弹性带除冰装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，判断机翼前缘结冰情况，若飞机机翼发生中度结冰，实施步骤2，若飞机机翼发生重度结冰，实施步骤4；

步骤2，启动凸轮电机及传动电机，凸轮及传动轮带动弹性带沿着机翼前缘蒙皮逆时针转动，凸轮在转动过程中对弹性带产生周期性的拉伸作用，积冰与弹性带发生相对错位滑动以使部分积冰脱落；

步骤3，启动下电磁继电器，下除冰铲的铲尖紧压在弹性带外表面，残余积冰随弹性带转动到安装口处通过下除冰铲去除，然后进入步骤6；

步骤4，启动凸轮电机及传动电机，凸轮及传动轮带动弹性带按照顺时针和逆时针的方向进行周期性的转动，凸轮在转动过程中对弹性带产生周期性的拉伸作用，积冰与弹性带发生相对错位滑动以使部分积冰脱落；

步骤5，启动下电磁继电器和上电磁继电器，当弹性带逆时针转动时，下除冰铲的铲尖紧压在弹性带外表面，残余积冰通过下除冰铲去除；

当弹性带顺时针转动时，上除冰铲的铲尖紧压在弹性带外表面，残余积冰通过上除冰铲去除，然后进入步骤6；

步骤6，操作人员判断机翼前缘结冰被完全清除或机翼结冰程度不影响飞机飞行时，停止凸轮电机、传动电机、下电磁继电器及上电磁继电器的工作。

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