Противообледенительная система предкрылков самолета

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРЕДКРЫЛКОВ САМОЛЕТА(71) Заявитель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(72) Авторы Лапцевич Александр Анатольевич Сизиков Сергей Вячеславович Синяков Анатолий Леонидович Рипинский Антон Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(57) Противообледенительная система предкрылков самолета, содержащая расположенные на предкрылках правого и левого полукрыльев самолета трехфазные электронагреватели,подключенные к трехфазной электросети переменного тока через замыкающиеся контакты основных трехполюсных контакторов, обмотки которых попарно подключены к электросети постоянного тока через замыкающиеся-размыкающиеся контакты программнокоммутационного блока системы, отличающаяся тем, что снабжена с замыкающимися контактами двумя регуляторами температуры соответственно внешней обшивки предкрылков и наружной воздушной среды дополнительным трехполюсным контактором с замыкающимися контактами силовыми диодами, количество которых равно утроенному числу основных трехполюсных контакторов, при этом силовые диоды катодами и анодами соответственно присоединены дополнительно к выходам замыкающихся контактов основных трехполюсных контакторов и к трем распределительным шинам электроэнергии,которые подключены к трехфазной сети переменного тока через замыкающиеся контакты дополнительного трехполюсного контактора, обмотка которого через последовательно соединенные замыкающиеся контакты двух регуляторов температуры подключена к электросети постоянного тока, к которой так же через тумблер подключены регуляторы температуры системы. Предлагаемое техническое решение относится к системам борьбы с обледенением предкрылков самолетов. Известна конструкция противообледенительной системы предкрылков самолета 1. Известная система содержит индукторы в виде катушек возбуждения на пластмассовых каркасах, которые установлены в носках предкрылков и прикреплены к внутренней поверхности наружной обшивки крыльев самолета высоковольтный источник постоянного тока, выполненный в виде преобразователя переменного трехфазного напряжения в постоянное, к которому подключены конденсаторы-накопители электрической высоковольтной энергии. Система работает циклически. Для борьбы с обледенением предкрылков самолета индукторы разбиты на группы, включаемые в работу последовательно. На каждую группу от высоковольтного источника постоянного тока подается два или три электрических импульса высокого напряжения. Электрический высоковольтный импульс создает в индукторе кратковременное магнитное поле, индуктирующее вихревые токи в наружной обшивке крыльев. В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным полем возникнет упругая деформация обшивки с малой амплитудой и большим ускорением, то есть возникает удар. Под действием удара происходит раскалывание льда на поверхности предкрылков самолета, и лед уносится встречным потоком воздуха. К недостатку системы следует отнести большой шум, возникающий при работе системы. Наиболее близкой по конструкции к заявленной системе является электротепловая противообледенительная система предкрылков самолета 2. Эта система содержит расположенные на предкрылках левого и правого полукрыльев самолета трехфазные электронагреватели, нагревательные элементы которых соединены в звезду. Электронагреватели подключены к трехфазной электросети переменного тока через замыкающиеся контакты трехполюсных контакторов, обмотки которых попарно подключены к электросети постоянного тока через замыкающиеся-размыкающиеся контакты программно-коммутационного блока системы. Система работает следующим образом. Только после взлета самолета пилот вводит в работу замыканием автоматического выключателя программно-коммутационный блок, который замыканием и размыканием своих контактов попарно и поочередно подключает на определенное короткое время электронагреватели предкрылков, расположенные симметрично на левом и правом полукрыльях самолета, при этом электронагреватели работают с номинальной мощностью, при которой наружная обшивка имеет плюсовую температуру, несмотря на большой теплосъем, в результате чего не происходит образование льда на предкрылках. Потребляемая мощность такой системы может достигать 200 кВт. Включение такой системы в работу во время посадки пассажиров в салон самолета для предварительного нагрева обшивки предкрылков с целью предотвращения образования льда на их поверхностях при взлете самолета может привести к значительному перегреву и деформации наружной обшивки предкрылков. Установлено, что деформация наружной обшивки предкрылков самолета происходит при температуре выше 80 С их поверхностей. К недостатку этой системы следует отнести понижение эффективности ее работы. 100102014.04.30 Пониженная эффективность работы системы обусловлена тем, что она используется для предотвращения обледенения предкрылков только во время полета самолета и не используется для предотвращения обледенения предкрылков перед полетом и посадкой самолета. Задачей предлагаемой полезной модели противообледенительной системы предкрылков самолета является повышение эффективности ее работы путем предотвращения образования льда на предкрылках самолета во время посадки пассажиров в салон и перед посадкой самолета. Поставленная техническая задача решается тем, что противообледенительная система предкрылков самолета, содержащая расположенные на предкрылках правого и левого полукрыльев самолета трехфазные электронагреватели, подключенные к трехфазной электросети переменного тока через замыкающиеся контакты основных трехполюсных контакторов, обмотки которых попарно подключены к электросети постоянного тока через замыкающиеся-размыкающиеся контакты программно-коммутационного блока системы, снабжена с замыкающимися контактами двумя регуляторами температуры соответственно внешней обшивки предкрылков и наружной воздушной среды дополнительным трехполюсным контактором с замыкающимися контактами силовыми диодами,количество которых равно утроенному числу основных трехполюсных контакторов, при этом силовые диоды катодами и анодами соответственно присоединены дополнительно к выходам замыкающихся контактов основных трехполюсных контакторов и к трем распределительным шинам электроэнергии, которые подключены к трехфазной сети переменного тока через замыкающиеся контакты дополнительного трехполюсного контактора,обмотка которого через последовательно соединенные замыкающиеся контакты двух регуляторов температуры подключена к электросети постоянного тока, к которой так же через тумблер подключены регуляторы температуры системы. Сущность заявленной полезной модели противообледенительной системы предкрылков самолета поясняется следующими фигурами на фиг. 1 изображены предкрылки правого и левого полукрыльев самолета с расположенными на их поверхностях электронагревателями на фиг. 2 - электрическая схема силовой части противообледенительной системы на фиг. 3 - электрическая схема системы управления силовой частью противообледенительной системы. Противообледенительная система предкрылков самолета содержит расположенные на предкрылках 1, 2, 3, 4, 5, 6 правого и левого полукрыльев самолета трехфазные электронагреватели 7, 8, 9, 10, 11, 12, подключенные к трехфазной сети 13 переменного тока через замыкающиеся контакты 14, 15, 16, 17, 18, 19 основных трехполюсных контакторов, обмотки 20, 21, 22, 23, 24, 25 которых попарно (20 и 21, 22 и 23, 24 и 25) соответственно через замыкающиеся-размыкающиеся контакты 26, 27, 28 программно-коммутационного блока 29 подключены к электросети 30 постоянного тока, к которой программнокоммутационный блок 29 подключен через автоматический выключатель 31. Для повышения эффективности работы противообледенительная система снабжена с замыкающимися контактами 32 и 33 двумя регуляторами 34, 35, датчики 36 и 37 температуры которых находятся в тепловых контактах соответственно с внешней обшивкой одного из предкрылков и с наружной воздушной средой дополнительным трехполюсным контактором с замыкающимися контактами 38 и обмоткой 39, которая подключена к электросети 30 постоянного тока через последовательно соединенные замыкающиеся контакты 32, 33 регуляторов 34 и 35 температуры силовыми диодами 40, количество которых равно утроенному числу основных трехполюсных контакторов системы при этом силовые диоды 40 катодами и анодами соответственно присоединены дополнительно к выходам замыкающихся контактов 14, 15, 16, 17, 18, 19 основных трехполюсных контакторов и к трем распределительным шинам 41 электроэнергии, которые подключены к трехфазной 3 100102014.04.30 сети 13 переменного тока через замыкающиеся контакты 38 дополнительного трехполюсного контактора, при этом регуляторы 34, 35 температуры системы подключены к электросети 30 постоянного тока через тумблер 42. Заявленная противообледенительная система предкрылков самолета работает следующим образом. Регулятор 34 температуры с датчиком 36 настроен на поддержание температуры 5060 С на внешней обшивке предкрылков самолета, а регулятор 35 с датчиком 37 замыкает свой контакт 33 при температуре наружного воздуха 0-5 С. Перед полетом во время посадки пассажиров в салон для предотвращения обледенения предкрылков необходимо осуществить нагрев предкрылков до температуры 50 С. Для этого пилот замыкает тумблер 42, и если температура предкрылка ниже 50 С, а наружный воздух ниже 0 С, то регуляторы 34, 35 замыкают свои контакты 32, 33, при этом срабатывает дополнительный трехполюсный контактор с обмоткой 39 и замыканием своих контактов 38 подключает трехфазные электрические нагреватели 7, 10, 8, 11, 9, 12 через силовые диоды 40 и распределительные шины 41 к электросети 13 трехфазного переменного тока. В этом случае через трехфазные электронагреватели 7, 10, 8, 11, 9, 12 будет протекать трехфазный однополупериодный ток, при этом электрическая мощность каждого электронагревателя составляет 0,25 номинальной мощности, то есть осуществляется медленный нагрев предкрылков до температуры 50 С. Когда температура предкрылков станет выше 50 С, то регулятор 34 разомкнет контакт 32 и дополнительный трехполюсный контактор с обмоткой 39 размыканием своих контактов 38 отключит электронагреватели 7, 10, 8, 11, 9, 12 от трехфазной электросети 13 переменного тока. При взлете самолета предотвращается образование наледи на предкрылках 1, 2, 3, 4, 5, 6, так как они нагреты до температуры 50 С, которая постепенно понижается с увеличением скорости полета самолета и с набором им высоты. После взлета пилот вводит в работу замыканием автоматического выключателя 31 программно-коммутационный блок 29 и размыканием тумблера 42 прекращает работу регуляторов 34 и 35. Программно-коммутационный блок 29 замыканием своего контакта 26 на нормируемое короткое время (40 с) подключает через контакты 14 и 15 основных трехполюсных контакторов с обмотками 20 и 21 электронагреватели 7 и 10, которые расположены на предкрылках 1 и 4, к электросети 13 трехфазного переменного тока, при этом электронагреватели работают с номинальной мощностью. После истечения нормируемого времени (40 с) программно-коммутационный блок 29 прекращает работу электронагревателей 7 и 10 и подключает замыканием контакта 27 на нормируемое короткое время (40 с) электронагревателя 8 и 11 к электросети 13 переменного тока. Далее работа программнокоммутационного блока 29 повторяется. При подлете к аэропорту посадки пилот размыканием автоматического выключателя 31 прекращает работу программно-коммутационного блока 29 и вводит замыканием тумблера 42 в работу регуляторы 34 и 35 системы. Если температура наружного воздуха ниже 0 С, то регулятор температуры 35 замыкает контакт 33 и регулятор температуры 34 обеспечивает работу электронагревателей 7, 8, 9, 10, 11, 12 в автоматическом режиме для поддержания 50 С на внешней обшивке предкрылков. После посадки самолета пилот тумблером 42 прекращает работу регуляторов температуры 34 и 35. Заявляемая противообледенительная система предкрылков самолета предотвращает обледенение предкрылков во время посадки пассажиров в салон, взлета, полета, во время посадки самолета, то есть работает более эффективно. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой противообледенительной системы происходит достижение поставленной технической задачи - повышение эффективности работы системы за счет обеспечения электронагрева предкрылков самолета перед взлетом и посадкой до положительной нормируемой температуры, в результате чего предотвращается обледенение предкрылков, благодаря оборудованию системы двумя регуля 4 100102014.04.30 торами соответственно температуры внешней обшивки предкрылков и температуры наружной воздушной среды, дополнительным контактором и силовыми диодами, при этом силовые диоды катодами и анодами соответственно присоединены дополнительно к выходам замыкающихся контактов основных трехполюсных контакторов и к трем распределительным шинам электроэнергии, которые подключены к трехфазной сети переменного тока через замыкающиеся контакты дополнительного трехполюсного контактора, обмотка которого через последовательно соединенные замыкающиеся контакты двух регуляторов температуры подключена к электросети постоянного тока, к которой также через тумблер подключены регуляторы температуры системы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5