Система борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА БОРЬБЫ С ЗАПОТЕВАНИЕМ И ОБЛЕДЕНЕНИЕМ ЛОБОВОГО СТЕКЛА ВОЗДУШНОГО СУДНА(71) Заявитель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(72) Авторы Лапцевич Александр Анатольевич Сизиков Сергей Вячеславович Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович(73) Патентообладатель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(57) Система борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна,содержащая электронагреватель, расположенный в многослойном лобовом стекле, регулятор температуры которого и инвертор подключены входами через автоматический выключатель к электросети постоянного тока, отличающаяся тем, что снабжена трехпозиционным переключателем и двумя контакторами с замыкающимися соответственно двумя и 93612013.08.30 по одному контактами, а электронагреватель лобового стекла выполнен в виде двух секций, электронагревательные элементы которых выполнены в виде электронагреваемых полосок из светопрозрачной электронагреваемой пленки, которые с зазорами между собой прикреплены к внутренней поверхности лобового стекла, к которой также прикреплены две входные и выходная шины, при этом выходная шина с присоединенными к ней выводами электронагреваемых полосок подключена к первой выводной клемме инвертора, а две входные шины, к которым входами соответственно присоединены электронагреваемые полоски с нечетными и четными номерами, подключены ко второй выводной клемме инвертора соответственно через два замыкающихся контакта двух контакторов, обмотки которых выходами подключены к минусовой шине электросети постоянного тока, а входами соответственно через два замыкающихся контакта трехпозиционного переключателя и замыкающийся контакт регулятора температуры лобового стекла - к выходу автоматического выключателя.(56) 1. Барвинский А.П., Козлова Ф.Г. Электрооборудование самолетов. - М. Транспорт,1990. - С. 289. 2. Патент 2381141, МПК 64 1/14, 2010. Предлагаемое техническое решение относится к системам борьбы с запотеванием и обледенением лобовых стекол воздушных судов. Известна система борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна 1. Система содержит расположенный в многослойном стекле электронагреватель, присоединенный через силовой диод к выходу автотрансформатора, подключенного входом к электросети переменного тока через замыкающийся контакт первого контактора, обмотка которого подключена через замыкающийся контакт регулятора температуры лобового стекла, и первый замыкающийся контакт трехпозиционного переключателя к электросети постоянного тока, к которой также через второй замыкающийся контакт трехпозиционного переключателя и конечный выключатель, расположенный на левой стойке шасси, подключена обмотка второго контактора, замыкающийся контакт которого присоединен ко входу и выходу силового диода. Известная система работает следующим образом. Для предотвращения растрескивания стекла от перегрева применяют два режима обогрева лобового стекла электронагревателем - слабо и сильно. При установке трехпозиционного переключателя в левое положение к электросети постоянного тока подключается регулятор температуры лобового стекла, который при низкой температуре стекла срабатывает и подает напряжение на обмотку первого контактора,который замыканием своего контакта подключает к электросети переменного тока автотрансформатор, к выходу которого подключен электронагреватель через силовой диод. Диод пропускает ток в один полупериод, и лобовое стекло обогревается в режиме слабо. При нагреве стекла до 30 С регулятор температуры лобового стекла отключит автотрансформатор от электросети переменного тока и нагрев стекла прекратится. При взлете воздушного судна сильно возрастает обдув лобового стекла и его температура понижается. Для стабилизации температуры лобового стекла пилот ставит ручку трехпозиционного переключателя в правое положение, при этом к электросети постоянного тока остается подключенным регулятор температуры лобового стекла и напряжение подается на обмотку второго контактора, который срабатывает при замыкании конечного выключателя в связи с подъемом шасси воздушного судна и замыканием своего контакта шунтирует си 2 93612013.08.30 ловой диод. В этом случае ток через электронагреватель протекает в оба полупериода при подключении регулятором температуры автотрансформатора к электросети переменного тока, то есть лобовое стекло обогревается в режиме сильно. При нагреве лобового стекла до 30 С сопротивление датчика температуры, расположенного в многослойном лобовом стекле, резко уменьшается, при этом регулятор температуры лобового стекла отключает размыканием своего контакта в цепи обмотки первого контактора автотрансформатор от электросети переменного тока и прекращается нагрев лобового стекла. Затем процесс работы системы повторяется. К недостаткам этой системы следует отнести пониженную надежность работы и большие массогабаритные параметры системы. Пониженная надежность работы обусловлена наличием большого количества контактов в системе, которые постепенно изнашиваются и выходят из строя при работе системы. Большие массогабаритные параметры системы обусловлены наличием в системе автотрансформатора и большого числа релейных аппаратов. Ближайшей по конструкции к заявляемой системе борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна является система, в которой источником энергии переменного тока служит инвертор 2. Кроме инвертора система содержит электронагреватель, расположенный в многослойном лобовом стекле, регулятор температуры лобового стекла и автоматический выключатель, при этом регулятор температуры и инвертор подключены входами через автоматический выключатель к электросети постоянного тока. Инвертор преобразует электроэнергию постоянного тока напряжением 28,5 в электроэнергию переменного тока напряжением 115/230 В с частотой 251000 Гц, при этом сигнал переменного тока имеет прямоугольную или квазипрямоугольную форму, так как в конструкции инвертора отсутствуют фильтрующие конденсаторы и/или фильтрующие катушки индуктивности, благодаря чему уменьшается вес и стоимость инвертора. Эта система работает следующим образом. При замыкании автоматического выключателя начинают работать инвертор и регулятор температуры лобового стекла, при этом если температура стекла ниже 30 С, то регулятор температуры срабатывает и подключает электронагреватель стекла к выходу инвертора, и идет процесс нагрева лобового стекла. Когда температура лобового стекла достигнет 30 С, то регулятор температуры отключает электронагреватель от выхода инвертора. Далее процесс стабилизации температуры лобового стекла повторяется. К недостаткам этой конструкции системы следует отнести пониженную надежность работы. Пониженная надежность работы системы обусловлена тем, что, несмотря на отрицательную температуру лобового стекла, регулятор температуры лобового стекла подключает электронагреватель к выходу инвертора, при этом электронагреватель осуществляет интенсивный нагрев лобового стекла, так как его электрическая мощность равна номинальной. При высокой температуре электронагревателя и отрицательной температуре лобового стекла происходит растрескивание лобового стекла, то есть система имеет пониженную надежность работы. Задачей предлагаемой полезной модели системы борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна является повышение надежности работы системы путем постепенного нагрева лобового стекла до положительной (3035 С) температуры электронагревателем с электрической мощностью 0,40,6 номинальной. Поставленная техническая задача достигается тем, что система борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна, содержащая электронагреватель, расположенный в многослойном лобовом стекле, регулятор температуры которого и инвертор подключены входами через автоматический выключатель к электросети постоянного тока, снабжена трехпозиционным переключателем и двумя контакторами с замыкающими соответственно двумя и по одному контактами, а электронагреватель лобового стекла вы 3 93612013.08.30 полнен в виде двух секций, электронагревательные элементы которых выполнены в виде электронагреваемых полосок из светопрозрачной электронагреваемой пленки, которые с зазорами между собой прикреплены к внутренней поверхности лобового стекла, к которой также прикреплены две входные и выходная шины, при этом выходная шина с прикрепленными к ней выводами электронагреваемых полосок подключена к первой выводной клемме инвертора, а две входные шины, к которым входами соответственно присоединены электронагреваемые полоски с нечетными и четными номерами, подключены ко второй выводной клемме инвертора соответственно через два замыкающихся контакта двух контакторов, обмотки которых выходами подключены к минусовой шине электросети постоянного тока, а входами соответственно через два замыкающихся контакта трехпозиционного переключателя и замыкающийся контакт регулятора температуры лобового стекла к выходу автоматического выключателя. Сущность заявляемой полезной модели системы борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна поясняется электрической схемой системы, изображенной на фигуре. Заявляемая система борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна содержит электронагреватель 1, расположенный в многослойном лобовом стекле, а также с датчиком 2 регулятор 3 температуры лобового стекла и инвертор 4, подключенные входами через автоматический выключатель 5 к электросети 6 постоянного тока. Для повышения надежности работы система снабжена трехпозиционным переключателем 7 с двумя замыкающими контактами 8, 9 двумя контакторами с обмотками 10, 11 и замыкающимися соответственно контактами 12, 13, а электронагреватель 1 лобового стекла выполнен в виде двух секций, электронагревательные элементы которых выполнены в виде электронагреваемых полосок 14 из светопрозрачной электронагреваемой пленки, которые с зазорами между собой прикреплены к внутренней поверхности лобового стекла, к которой также прикреплены две входные и выходная шины 15, 16, 17, при этом выходная шина 17 с присоединенными к ней выводами электронагреваемых полосок 14 подключена к первой выводной клемме 18 инвертора 4, а две входные шины 15, 16, к которым входами соответственно присоединены электронагреваемые полоски с нечетными и четными номерами, подключены ко второй выходной клемме 19 инвертора 4 соответственно через замыкающиеся контакты 12, 13 двух контакторов, обмотки 10, 11 которых выходами подключены к минусовой шине электросети 6 постоянного тока, а входами соответственно через замыкающиеся контакты 8, 9 трехпозиционного переключателя 7 и замыкающийся контакт 20 регулятора 3 температуры лобового стекла - к выходу автоматического выключателя 5. Заявляемая система борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна работает следующим образом. Перед полетом пилот должен предварительно плавно нагреть лобовое стекло до температуры 2030 С, чтобы исключить растрескивание лобового стекла при нагреве его электронагревателем 1 с номинальной электрической мощностью. Для этого пилот замыкает автоматический выключатель 5, и начинают работать автоматический регулятор 3 и инвертор 4, преобразующий электроэнергию электросети 6 постоянного тока в электроэнергию переменного тока прямоугольной или квазипрямоугольной формы с частотою 251000 Гц и с постоянной амплитудой. Затем пилот ставит ручку трехпозиционного переключателя 7 в первое правое положение, при этом к электросети 6 через замкнутый контакт 8, замыкающийся контакт 20 регулятора 3 температуры лобового стекла и автоматический выключатель 5 подключается обмотка 10 первого контактора с замыкающимся контактом 12. Если температура стекла меньше 30 С, то регулятор 3 температуры стекла замыкает контакт 20, при этом срабатывает первый контактор и замыкает свой контакт 12 и к выходным клеммам 18, 19 инвертора 4 подключается первая секция элек 4 93612013.08.30 тронагревателя 1, которая состоит из четных электронагреваемых полосок 14, присоединенных к входной и выходной шинам 15, 17. В этом случае начинается процесс предварительного нагрева лобового стекла первой секцией электронагревателя 1 мощностью 0,5 номинальной мощности электронагревателя 1. Контакт 20 регулятора 3 температуры лобового стекла будет замкнут до тех пор, пока температура лобового стекла, контролируемая датчиком 2, не достигнет 30 С. После этого регулятор 3 разомкнет контакт 20 и прекратится нагрев лобового стекла. Далее процесс стабилизации температуры лобового стекла регулятором 3 повторяется. После взлета воздушного судна пилот ставит ручку переключателя 7 во второе правое положение и в работу вводится вторая секция электронагревателя 1. В этом случае нагрев лобового стекла воздушного судна осуществляется двумя секциями, при этом их суммарная электрическая мощность равна номинальной мощности электронагревателя 1. Регулятор 3 поддерживает нормируемую температуру лобового стекла в режиме подключены отключены от выхода инвертора 4 две секции электронагревателя 1 при постоянно действующем на систему воздушного потока с отрицательной температурой. При посадке воздушного судна на высоте (0,51,0 км) пилот ставит ручку трехпозиционного переключателя 7 в первое правое положение, при этом прекращает работу второй контактор с обмоткой 11 и нагрев лобового стекла осуществляется только первой секцией электронагревателя 1,работающий в автоматическом режиме. После посадки воздушного судна пилот ставит ручку трехпозиционного переключателя в крайнее левое положение и отключает автоматический выключатель 5. В этом случае прекращается работа системы. Из-за выполнения электронагревателя лобового стекла в виде двух секций, электронагревательные элементы которых выполнены в виде электронагреваемых полосок из светопрозрачной электронагреваемой пленки, которые с зазорами между собой прикреплены к внутренней поверхности стекла, и оборудования системы дополнительными аппаратами(трехпозиционным переключателем и двумя контакторами) осуществляется предварительный нагрев лобового стекла до температуры 2030 С одной из секций нагревателя, в результате чего предотвращается растрескивание лобового стекла и тем самым повышается надежность работы системы. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой системы борьбы с запотеванием и обледенением лобового стекла воздушного судна происходит достижение поставленной технической задачи повышение надежности работы системы за счет выполнения электронагревателя лобового стекла в виде двух секций, электронагревательные элементы которых выполнены в виде электронагреваемых полосок из светопрозрачной электронагреваемой пленки, которые с зазорами между собой прикреплены к внутренней поверхности лобового стекла, дополнительного оборудования системы трехпозиционным переключателем и двумя контакторами с замыкающимися контактами и их определенного включения в существующую систему, благодаря чему система обеспечивает предварительный нагрев лобового стекла путем подключения одной из секций электронагревателя к выходу инвертора и тем самым предотвращается растрескивание лобового стекла при дальнейшей работе электронагревателя с номинальной мощностью. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5