【技术实现步骤摘要】
电热除冰技术，本专利技术属于电热除冰技术，具体涉及一种用于飞机发动机唇口部位，具有温度监测、自动控制、防止超温功能的防冰系统。
技术介绍
1、在航空领域，在结冰飞行条件下，需要通过加热满足飞行器防除冰需求。现有的飞机防除冰加热器件一般功能单一，通常需要多种其他辅助探测设备来提供表面结冰参数及控制通断，使得整套系统重量增加。
2、为了保护发动机叶片，通常对发动机唇口部位采用防冰策略即在结冰条件下，一直开启加热以防止结冰。该策略目的是防止结冰-除冰的过程中，脱落的冰块被吸入发动机内部，造成破坏。但在该模式下，如果结冰条件不严酷，或结冰区域连续性不佳，会导致加热区域长期工作得不到降温。在较长时间后可能造成局部超温，这不仅对机上能源造成浪费，对非金属的飞机结构也会产生一定程度的破坏。因此需要一种简单可靠的自控防冰系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：提供一种发动机唇口自控防冰系统及方法。本专利技术具有结构简单可靠、体积小、重量轻、耐盐雾酸蚀，能够应用于飞机发动机唇口及类似空间狭小、功能重要、结构复杂部位的防除冰作业，具有较大的实际应用价值。
2、本专利技术的技术方案是：一种发动机唇口自控防冰系统，包括唇口防冰加热组件和唇口防冰控制器；唇口防冰加热组件包括胶片，胶片上铺设有加热带，加热带内集成有温度传感器；唇口防冰控制器包括控制电路模块、温度采集模块及功率电路模块组成；加热带经电极与功率电路模块连接，温度传感器与温度采集模块连接。
3、前述的发动机
4、前述的发动机唇口自控防冰系统中，唇口防冰加热组件的厚度小于3mm，8个唇口防冰加热组件整体外轮廓尺寸小于180mm×300mm，重0.5kg。
5、前述的发动机唇口自控防冰系统中，胶片的抗拉强度≥10mpa，拉断伸长率≥250％，体电阻率≥1010ω·cm，-55℃环境下保温15h后不可折断。
6、前述的发动机唇口自控防冰系统中，唇口防冰控制器还与管理计算机连接。
7、前述的发动机唇口自控防冰系统中，加热带由高热电阻合金制成，通过阻值计算设计成弯曲带状，且具有调整区域，能确保加热带阻值满足设计需求。
8、一种如前所述的发动机唇口自控防冰系统的防冰方法，唇口防冰控制器根据接收的大气温度信号、高度信号判断系统是否进入防冰模式，进入防冰模式后，唇口防冰控制器的控制电路模块控制功率电路模块向唇口防冰加热组件供电实现防冰。
9、前述的发动机唇口自控防冰系统的防冰方法中，温度采集模块实时采集各唇口防冰加热组件的温度，当采集温度超过设定阈值时，控制电路模块控制控制功率电路模块切断对应唇口防冰加热组件的电源,并进行超温告警。
10、有益效果：本专利技术的唇口防冰控制器通过采集唇口防冰加热组件各区段上布置的温度传感器信号，经判断后通过功率电路模块向各区段加热组件输出功率完成加热。多段式唇口防冰加热组件以适应唇口区域狭小复杂的空间环境，及可分别控制各段加热组件的控制器，具有控制灵活，防冰加热区域更加精确，加热范围小，能耗低的特点。
11、本专利技术利用唇口防冰加热组件、唇口防冰控制器联合协作、并通过分别控制通断保证发动机唇口位置不结冰的同时不会超温，以此达到对发动机唇口部位自动加热防冰的目的。
12、本专利技术唇口自控防冰系统能够以重量轻、体积小的系统体量完成对发动机唇口部位的温度监控、输出控制、结冰防护功能，可以有效节约对机上功率、重量的占用，大大降低飞机的防除冰成本，对机上能源载重受限的轻小型无人机具有很高的实用价值。具体地，系统的主要部件唇口防冰加热组件约重0.5kg，唇口防冰控制器约重2.5kg，合计重量不大于3kg。
13、本专利技术唇口防冰加热组件具有与唇口内腔形状贴合的曲面片状外形，并具有一定韧性，该外形可保证在贴装过程中，唇口防冰加热组件与唇口内腔贴合紧密，排出气泡，保证结构的力学性能，其剥离强度可达200n/25mm(gb/t2791-1995)。本专利技术胶片材料应满足下表指标，经比较优选为专用改性乙丙橡胶，其指标性能见表1，满足设计需求，可提高系统可靠性减少拆换需求，经测试其基本可靠性至少可达5000h。
14、表1
15、
16、所述加热带优选材料为高热电阻合金，该材料具有适宜的电阻率及较好的韧性，可满足大曲率曲面外形要求；常规金属导电材料具有电阻率低，高温易氧化等特点，若要达到预期的发热功率，电阻低的材料则需要较大的电流，这会带来如熔毁、过载、击穿等潜在隐患；因此优选加热带材料为镍铬高热电阻合金，该材料具有较高的电阻率，且高温稳定性好，温阻影响较小，可以持续稳定地发热。同时，加热带被紧密包裹在两层胶片4中，层间使用胶粘剂粘合，在粘合过程中通过抽真空等手段辅助，保证胶片内部几乎不存在空气；因此，加热带处于相对密封的稳定环境中，可大大减少其受腐蚀、氧化、磨损的机会。
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1.一种发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，包括唇口防冰加热组件和唇口防冰控制器；唇口防冰加热组件包括胶片，胶片上铺设有加热带，加热带内集成有温度传感器；唇口防冰控制器包括控制电路模块、温度采集模块及功率电路模块组成；加热带经电极与功率电路模块连接，温度传感器与温度采集模块连接。
2.根据权利要求1所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，所述的唇口防冰加热组件数量为8段，顺次贴附于唇口内腔迎风面的水收集区域。
3.根据权利要求2所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，唇口防冰加热组件的厚度小于3mm，8个唇口防冰加热组件整体外轮廓尺寸小于180mm×300mm，重0.5kg。
4.根据权利要求1所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，胶片的抗拉强度≥10MPa，拉断伸长率≥250％，体电阻率≥1010Ω·cm，-55℃环境下保温15h后不可折断。
5.根据权利要求1所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，唇口防冰控制器还与管理计算机连接。
6.根据权利要求1所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，加热带由高热电
7.一种如权利要求1-6任一所述的发动机唇口自控防冰系统的防冰方法，其特征在于，唇口防冰控制器根据接收的大气温度信号、高度信号判断系统是否进入防冰模式，进入防冰模式后，唇口防冰控制器的控制电路模块控制功率电路模块向唇口防冰加热组件供电实现防冰。
8.根据权利要求7所述的发动机唇口自控防冰系统的防冰方法，其特征在于，温度采集模块实时采集各唇口防冰加热组件的温度，当采集温度超过设定阈值时，控制电路模块控制控制功率电路模块切断对应唇口防冰加热组件的电源,并进行超温告警。
...【技术特征摘要】
1.一种发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，包括唇口防冰加热组件和唇口防冰控制器；唇口防冰加热组件包括胶片，胶片上铺设有加热带，加热带内集成有温度传感器；唇口防冰控制器包括控制电路模块、温度采集模块及功率电路模块组成；加热带经电极与功率电路模块连接，温度传感器与温度采集模块连接。
2.根据权利要求1所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，所述的唇口防冰加热组件数量为8段，顺次贴附于唇口内腔迎风面的水收集区域。
3.根据权利要求2所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，唇口防冰加热组件的厚度小于3mm，8个唇口防冰加热组件整体外轮廓尺寸小于180mm×300mm，重0.5kg。
4.根据权利要求1所述的发动机唇口自控防冰系统，其特征在于，胶片的抗拉强度≥10mpa，拉断伸长率≥250％，体电阻率≥1010ω·cm，-55℃环境下保温15h后...
【专利技术属性】
技术研发人员：李沛林，李海红，李盼，杜富强，
申请(专利权)人：武汉航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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