[发明专利]一种自主间歇式除冰装置及其安装方法和除冰方法

说明书

本发明属于飞行器除冰技术领域，具体涉及一种自主间歇式除冰装置及其安装方法和除冰方法。其中一种自主间歇式除冰装置，包括记忆材料支架和电加热模块，所述记忆材料支架设置若干个，若干个记忆材料支架连接电加热模块；所述记忆材料支架设置在内壁上时，使电加热模块具有两种状态；状态一：电加热模块的接触面与内壁不接触；状态二：电加热模块的接触面与内壁接触。电加热模块对冰层局部瞬时快速加热，冰层与内壁接触面汽化带来的气压可以破碎较大范围冰层；对比现有技术中缓慢加热，本发明具有单位面积除冰的能量利用率更高的优点；且本发明还具有结构简单可靠的优点。

技术领域

本发明属于飞行器除冰技术领域，具体涉及一种自主间歇式除冰装置及其安装方法和除冰方法。

背景技术

飞机穿过含过冷水滴的云层时，许多部件的迎风表面都可能结冰，如机翼、尾翼前缘、螺旋桨、发动机进气口、空速管等传感器探头、风挡玻璃等，直升机的相应部件及旋翼主桨和尾桨也会结冰。在无结冰防护或防护不当时，结冰会使飞机升阻特性恶化、失速迎角及稳定性裕度减小、操纵性降低，导致发动机空中熄火、飞行显示数据失真等。

可见，飞行器结冰不仅会对飞机的飞行性能产生影响，甚至威胁飞机的飞行安全，导致机毁人亡。

从20世纪50年代至今，已发展出多种防结冰方法和除冰方法，相对于防结冰方法，除冰方法是在已经结了少量可承受的冰层后，再启动加热将冰除去，因而更节省能量，得到广泛应用。

除冰方法又分为热气除冰方法和电热除冰方法。其中的电热除冰方法更易于控制，可采取节能的周期加热方式，并且随着飞机多电甚至全电化发展的趋势，电热除冰系统的应用必将日益增多，如最新的波音787飞机机翼就采取了先进的电热除冰方法。

加热除冰过程中，冰层一方面受到来自其附着的飞机蒙皮的加热，紧贴蒙皮的冰受热发生相变融解，形成很薄的液体层，冰层和表面的粘附力减小，同时，冰层的也会因受热在其内部产生热应力，发生相应形变并在应力集中处产生开裂、翘曲或尺寸变化甚至破碎；另一方面，冰层与外部气流的界面上还承受着气动产生的压力和剪切力作用，也会在冰层内部产生相应的内应力，并改变冰层和表面的附着力；并且，由于冰的导热性较差，如果加热的同时冰层外表面温度仍然较低，在结冰条件下，冰层外表面的结冰还在继续。

现有的飞行器电热除冰方法，主要依靠发动机电加热等手段，实现对结冰部位蒙皮的局部加热，加热温度上升比较缓慢，大量的能量被用于将蒙皮表面覆冰融化成水，并未实现对冰层的高效剥离；此外，在较厚冰层情况下，采用热除冰方法，还可能面临冰层内部局部融化，但外部冰层在飞行气动力的作用下仍覆盖在飞行器表面上。

综上所述，现有的电热除冰方法仍然存在缺陷：不仅对冰层的剥离效果差，且耗能高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自主间隙式除冰装置及除冰方法，以解决现有技术中对冰层的剥离效果差，耗能高的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种自主间歇式除冰装置，包括记忆材料支架和电加热模块，所述记忆材料支架设置若干个，若干个记忆材料支架连接电加热模块；所述记忆材料支架设置在内壁上时，使电加热模块具有两种状态；

状态一：电加热模块的接触面与内壁不接触；

状态二：电加热模块的接触面与内壁接触。

工作原理：电加热模块未加热时，电加热模块的位置处于状态一；电加热模块加热后，温度上升，电加热模块的位置处于状态二。其中电加热模块的位置变化通过记忆材料支架形态变化实现。