飛行器葉片的防結(jié)冰裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防結(jié)冰裝置(1)，裝配旋翼式飛行器(50)的轉(zhuǎn)子(51，52)的葉片(53，54)，所述葉片(53，54)具有內(nèi)弧面(22)、外弧面(23)和前緣(21)以及第二端(25)，除霜系統(tǒng)(3)被定位在所述前緣(21)的位置處。所述防結(jié)冰裝置(1)具有縱向定位在各個(gè)內(nèi)弧面(22)和外弧面(23)上的排槽(10)，該排槽(10)正好在所述除霜系統(tǒng)(3)的下游且開通于所述第二端(25)的位置處。所述排槽(10)還能夠排放流動(dòng)在所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的內(nèi)弧面(22)和外弧面(23)上的水。
【專利說明】
飛行器葉片的防結(jié)冰裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般性地涉及對(duì)飛行器的空氣動(dòng)力構(gòu)件除霜的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及旋翼式飛行器的葉片。
[0002]本發(fā)明涉及用于飛行器葉片的防凍裝置，以作為除霜系統(tǒng)的補(bǔ)充。
【背景技術(shù)】
[0003]已知在飛行器的外表面上，尤其在諸如機(jī)翼或轉(zhuǎn)子的葉片之類的空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣上的霜或冰的形成和累積可有害地影響到該飛行器的運(yùn)行。事實(shí)上，霜或冰的存在可很快并顯著改變?cè)撏獗砻娴目諝鈩?dòng)力特性。尤其在該外表面為旋翼式飛行器的主轉(zhuǎn)子的葉片時(shí)，霜或冰的存在可造成性能下降、甚至導(dǎo)致該飛行器發(fā)生事故。
[0004]已知的用于限制甚至去除霜或冰的除霜方法為加熱空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣區(qū)域。該加熱能夠使前緣的溫度升高超過有利于形成霜的溫度。即電熱除霜系統(tǒng)，熱量通常由電流供應(yīng)。因此這種除霜系統(tǒng)能夠除去空氣動(dòng)力構(gòu)件上的霜和/或冰。在接下來的詳細(xì)描述中，僅提及去除霜，術(shù)語“霜”可由術(shù)語“冰”代替。
[0005]存在加熱空氣動(dòng)力構(gòu)件前緣區(qū)域的不同電熱除霜系統(tǒng)技術(shù)。例如已知電熱除霜系統(tǒng)具有被掩設(shè)在空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣中并加熱該前緣的電阻器。
[0006]而且，存在一些的除霜系統(tǒng)，其中熱量通過磁感現(xiàn)象生成，以加熱在空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣位置處定位的一個(gè)或多個(gè)金屬部件。
[0007]但是，此類系統(tǒng)消耗很多電能，尤其在諸如飛機(jī)機(jī)翼或旋翼式飛行器的升力主轉(zhuǎn)子的葉片之類的大翼展空氣動(dòng)力構(gòu)件的情況下。因此較難甚至不可能持續(xù)向用于此類空氣動(dòng)力構(gòu)件的此類電熱除霜系統(tǒng)供電，要供應(yīng)的電能極大。
[0008]然而，對(duì)于小翼展空氣動(dòng)力構(gòu)件，對(duì)此類電熱除霜系統(tǒng)持續(xù)供電是可行的。在該情況下，這些空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣被持續(xù)加熱。從而不會(huì)形成霜，但是在前緣上可能會(huì)出現(xiàn)水滴甚至水膜。確切地說是“防霜系統(tǒng)”。此類防霜系統(tǒng)例如用在旋翼式飛行器的抗扭力后轉(zhuǎn)子的葉片上。
[0009]為了限制電熱除霜系統(tǒng)的電能需求以對(duì)其使用，通常會(huì)將除霜系統(tǒng)劃分成根據(jù)空氣動(dòng)力構(gòu)件的翼展定位的多個(gè)縱向帶和/或劃分成根據(jù)該構(gòu)件的側(cè)弦定位的多個(gè)橫向帶。以周期方式交替地向這些不同帶供電，從而陸續(xù)加熱該空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣的不同區(qū)域。
[0010]這些電熱除霜系統(tǒng)能使霜在每個(gè)加熱周期之間局部地并暫時(shí)地沉積在空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣的某些區(qū)域上。雖然霜的局部沉積可暫時(shí)地改變空氣動(dòng)力構(gòu)件的效率，但尤其能限制對(duì)電能的需求。
[0011]此類電熱除霜系統(tǒng)通常用于保護(hù)旋翼式飛行器的升力主轉(zhuǎn)子以防霜。
[0012]實(shí)際上，在葉片的前緣出現(xiàn)霜的情況下，由電熱除霜系統(tǒng)的各個(gè)帶生成的熱量引起在前緣和霜之間局部出現(xiàn)薄水膜。隨后，主要通過葉片的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用來射出余留的霜。
[0013]另外，已知文件FR 1554838描述了一種電切換裝置，用于以周期且預(yù)定的方式對(duì)定位在旋翼式飛行器的主轉(zhuǎn)子的葉片的前緣上的不同帶供電，該電切換裝置構(gòu)成該主轉(zhuǎn)子的電熱除霜系統(tǒng)。
[0014]而且，文件FR2354242描述了一種除霜系統(tǒng)，用于旋翼式飛行器的主轉(zhuǎn)子的葉片，該飛行器的前緣可拆卸。因此易于改變?cè)撉熬壊㈦S后在該除霜系統(tǒng)故障或維護(hù)的情況下改變?cè)摮到y(tǒng)。同樣，可根據(jù)飛行器所遇到的飛行環(huán)境來使前緣裝配或不裝配除霜系統(tǒng)。
[0015]還已知文件US5322246描述了諸如飛機(jī)機(jī)翼之類的承載面，該承載面具有被定位在該承載面面全長上的步進(jìn)。該步進(jìn)被定位在防霜系統(tǒng)或除霜系統(tǒng)的下游。該步進(jìn)使在流動(dòng)在承載面上的空氣的邊界層出現(xiàn)渦旋。該步進(jìn)還能夠在防霜或除霜系統(tǒng)的下游將流在承載面上的水轉(zhuǎn)換為隨后由該空氣的邊界層排出的水滴，從而避免出現(xiàn)霜或冰。
[0016]文件DE709354則描述了利用在承載面的主體和其前緣之間流動(dòng)的熱空氣的以阻止冰的形成的部件。在該承載面的主體上呈現(xiàn)的引導(dǎo)件能夠?qū)υ摮休d面的全長供應(yīng)熱空氣，在翼面上前緣下游呈現(xiàn)的孔隙能夠排出該熱空氣。
[0017]另一技術(shù)旨在破除在葉片位置處形成的霜。例如，氣動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)ξ挥诳諝鈩?dòng)力構(gòu)件的前緣位置處的橡膠材質(zhì)的包覆件充氣。該類型的除霜系統(tǒng)更多用于諸如飛機(jī)機(jī)翼或旋翼式飛機(jī)或飛行器的尾翼之類的固定空氣動(dòng)力構(gòu)件。然而，此類系統(tǒng)也裝配了如文件FR2545785所描述的旋翼式飛行器的葉片。
[0018]另外，還存在其它的較不普及的方法，諸如使用超聲波或防凍液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的目的在于完善電熱除霜系統(tǒng)，以消除使此類除霜系統(tǒng)效率下降的結(jié)冰現(xiàn)象。
[0020]事實(shí)上，如果電熱除霜系統(tǒng)可有效去除形成在空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣位置處形成的霜，那么常見的是在該除霜系統(tǒng)下游處產(chǎn)生的結(jié)冰現(xiàn)象，即正好位于構(gòu)成該除霜系統(tǒng)的最后個(gè)帶的后方。
[0021]術(shù)語“下游”和“上游”的使用是根據(jù)從空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣向后緣的方向。由此，在前緣之前方產(chǎn)生的現(xiàn)象位于該前緣的上游。反之，產(chǎn)生于前緣后部的現(xiàn)象位于前緣下游。
[0022]結(jié)冰現(xiàn)象實(shí)際上是電熱除霜系統(tǒng)有效性的結(jié)果。出現(xiàn)在前緣位置處的水滴或水膜可在空氣動(dòng)力構(gòu)件上從上游流向下游。該流動(dòng)通過其中可能已射出霜的已被加熱的帶且未在這些帶上遭遇阻礙。
[0023]反之，當(dāng)該水流在尚未被加熱的帶上遇到霜時(shí)，水融于霜從而極快速地增厚霜層。事實(shí)上，構(gòu)成該水流的水滴具有稍微零上的溫度，這些水滴是在除霜系統(tǒng)的作用下通過霜的融化形成的。接下來，這些水滴與尚未被加熱的帶相接觸而再次冷卻，直到轉(zhuǎn)變成霜或冰。但是，由霜造成空氣動(dòng)力構(gòu)件的性能下降只是暫時(shí)的，一旦該帶被再次供電，霜便會(huì)消失。
[0024]同樣，該水流的水與冷表面一一即在電熱除霜系統(tǒng)的下游一一相接觸時(shí)會(huì)極快速結(jié)冰。由霜和/或冰構(gòu)成的結(jié)冰屏障則形成于電熱除霜系統(tǒng)的下游。盡管電熱除霜系統(tǒng)的存在是有效的，但該結(jié)冰屏障形成直到空氣動(dòng)力構(gòu)件的電熱除霜系統(tǒng)尾部并可明顯地降低空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力性能。
[0025]根據(jù)飛行器遇到的天氣狀況以及除霜系統(tǒng)的熱效率、并主要根據(jù)飛行器的環(huán)境的溫度和含水率，空氣動(dòng)力構(gòu)件上流動(dòng)的水量可變化。如果天氣狀況潮濕或飛行器例如穿過云，那么該水量可能較大，水薄膜可覆蓋該空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣。反之，如果天氣狀況較干燥，那么該水量可限于幾滴水滴的形式。明顯地，如果天氣狀況有利，那么該水量可為零。
[0026]空氣動(dòng)力構(gòu)件的外弧面為前緣位置處的強(qiáng)副低壓區(qū)域的中心，在下游接著該區(qū)域的首先是強(qiáng)“再壓縮”區(qū)域，然后是中度的再壓縮區(qū)域。該外弧面通常由空氣動(dòng)力構(gòu)件的上表面形成。該結(jié)冰屏障的存在在前緣下游的某個(gè)有限區(qū)域中可以是可接受的，該結(jié)冰屏障對(duì)空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力效率有中度影響，該影響與在該外弧面上存在障礙物相同。在該有限區(qū)域中存在該結(jié)冰屏障主要產(chǎn)生了形狀阻力，也稱為輪廓阻力。
[0027]然而，在該有限區(qū)域之內(nèi)或之外，可產(chǎn)生該抽及層的壓力分布的劣化，并隨之產(chǎn)生空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力升力的損耗或空氣流動(dòng)限制層相對(duì)于空氣動(dòng)力構(gòu)件的脫離，隨之大大增加其空氣動(dòng)力阻力。
[0028]事實(shí)上，根據(jù)空氣動(dòng)力分布，位于外弧面上、前緣的下游處的側(cè)弦的3%和15%之間的第一區(qū)域生成空氣動(dòng)力構(gòu)件的大部分升力。因此，該第一區(qū)域優(yōu)選地由通常延伸到該第一區(qū)域之外的除霜系統(tǒng)保護(hù)以避免霜的形成。
[0029]另外，在位于該外弧面上、前緣下游處的超出側(cè)弦30%的第二區(qū)域中，應(yīng)避免對(duì)空氣限制層的可造成該限制層脫離的所有附加干擾，極其要求該空氣限制層位于該第二區(qū)域的上游。
[0030]在第一區(qū)域和該第二區(qū)域之間具有前面提及的再壓縮區(qū)域，其中空氣限制層是洶涌的且最能抵制干擾，這種干擾對(duì)空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)機(jī)的效率有中度影響。
[0031]在空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)弧面上(該內(nèi)弧面是超壓區(qū)的中心并通常由該空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)表面形成)，結(jié)冰屏障可局部地阻礙在該超壓區(qū)中主要為層狀的空氣流動(dòng)限制層。在內(nèi)弧面上的結(jié)冰屏障的存在由此導(dǎo)致對(duì)內(nèi)弧面上的該層狀空氣限制層至少局部地阻攔，從而引起局部副低壓并使該層狀限制層不穩(wěn)固，由此增大由該內(nèi)弧面生成的阻力空氣動(dòng)力作用力。
[0032]因此重點(diǎn)在于限制該結(jié)冰屏障的存在，以避免顯著降低空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力效率、尤其在該空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)弧面上的空氣動(dòng)力效率。
[0033]本發(fā)明的目的在于提供一種裝置，該裝置能夠限制甚至消除在空氣動(dòng)力構(gòu)件上、尤其在旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子的各個(gè)葉片上結(jié)冰屏障的形成。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，防冰裝置被用于空氣動(dòng)力構(gòu)件，該空氣動(dòng)力構(gòu)件具有沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的翼展自該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端向該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端縱向延伸的內(nèi)弧面和外弧面。該空氣動(dòng)力構(gòu)件還具有前緣和后緣。前緣沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的翼展縱向延伸，并在該空氣動(dòng)機(jī)構(gòu)件的沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦的上游區(qū)內(nèi)聯(lián)接該內(nèi)弧面和外弧面。該后緣沿該空氣動(dòng)氣構(gòu)件的翼展縱向延伸，并在該空氣動(dòng)力構(gòu)件的沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦的下游區(qū)內(nèi)聯(lián)接內(nèi)弧面和外弧面。事實(shí)上，該空氣動(dòng)力構(gòu)件沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦自前緣橫向延伸到后緣。該空氣動(dòng)力構(gòu)件裝配有定位在其前緣位置處的除霜系統(tǒng)。
[0035]該防冰裝置的顯著特征在于其具有適于在各個(gè)內(nèi)弧面和外弧面上沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的翼展縱向延伸的排槽。各個(gè)排槽適于沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦橫向定位在除霜系統(tǒng)的正下游處，以收集在該空氣動(dòng)力構(gòu)件上流動(dòng)的水并使其自該空氣動(dòng)力構(gòu)件的上游向下游排放。
[0036]在該空氣動(dòng)力構(gòu)件上尤其施加由空氣流動(dòng)在內(nèi)弧面和外弧面上生成的氣動(dòng)升力。該空氣動(dòng)力構(gòu)件可例如為飛機(jī)機(jī)翼以及尾翼或方向舵。
[0037]優(yōu)選地，該空氣動(dòng)力構(gòu)件為旋翼式飛行器的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的葉片。該轉(zhuǎn)子可為確保該飛行器上升甚至推進(jìn)的主要轉(zhuǎn)子，或主要確保反偏航力矩功能的后部轉(zhuǎn)子。
[0038]該空氣動(dòng)力構(gòu)件通常通過其第一端而被固定在諸如飛機(jī)的機(jī)身或飛行器的轉(zhuǎn)子的輪轂之類結(jié)構(gòu)上，而其第二端是自由的。
[0039]除霜系統(tǒng)為在空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣位置處生成熱量以引起該前緣位置處的內(nèi)弧面和外弧面上的霜的至少局部融化隨之出現(xiàn)水的除霜系統(tǒng)。優(yōu)選地，該除霜系統(tǒng)為電熱除霜系統(tǒng)。
[0040]電熱除霜系統(tǒng)可被持續(xù)供電。在該情況下，前緣被持續(xù)加熱，由此阻止了霜的形成。另外，水隨之形成并在該前緣上流過。該電熱除霜系統(tǒng)更確切地構(gòu)成防霜系統(tǒng)。
[0041]該電熱除霜系統(tǒng)還可由多個(gè)以周期方式交替供電的構(gòu)件形成。在該情況下，空氣動(dòng)力構(gòu)件的前緣的不同區(qū)域被陸續(xù)加熱。霜可局部地形成在該前緣上，隨后一旦該區(qū)域被加熱，該霜便被去除，該霜至少部分地融化。水隨之形成于霜的并可在前緣上流過。
[0042]在空氣動(dòng)力構(gòu)件的該區(qū)域上流動(dòng)的水一旦到達(dá)未由除霜系統(tǒng)加熱的區(qū)域即可形成如前提及的結(jié)冰屏障。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的防冰裝置的各個(gè)排槽位于該除霜系統(tǒng)的沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦的正下游處，即(該處)該空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)弧面和外弧面不再能被該除霜系統(tǒng)加熱。由此，水可流入各個(gè)排槽以被排放，而非繼續(xù)在內(nèi)弧面和外弧面上流動(dòng)并隨之形成霜和/或冰。
[0044]有利地，該防冰裝置因此能夠限制甚至消除該結(jié)冰屏障的形成，并隨之避免空氣動(dòng)力構(gòu)件的性能出現(xiàn)下降。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該防結(jié)冰裝置用于旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力構(gòu)件，尤其用于旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子葉片。該空氣動(dòng)力構(gòu)件是轉(zhuǎn)動(dòng)的，其是自該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端向該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端定向的離心力的中心。有利地，該離心力能夠使累積在各個(gè)排槽內(nèi)的水排往該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端排放。各個(gè)排槽在該第二端位置處開通，因而使水驅(qū)散到排槽之外，從而排到該空氣動(dòng)力構(gòu)件之外。
[0046]在裝配旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子的葉片時(shí)，該優(yōu)選實(shí)施方式特別有效。事實(shí)上，對(duì)于包括在5米和13米(5和13m)之間的展翼，這種飛行器的主轉(zhuǎn)子的葉片通常具有包括在每分鐘150轉(zhuǎn)和450轉(zhuǎn)(150到450trs/mn)之間的旋轉(zhuǎn)速率。而且，對(duì)于0.8米到3米的量級(jí)的展翼，這種飛行器的后轉(zhuǎn)子的葉片通常具有大于lOOOtrs/mn的旋轉(zhuǎn)速率。這些展翼和這些旋轉(zhuǎn)速率的結(jié)合效應(yīng)允許獲得較大的離心加速度，可例如對(duì)應(yīng)于在葉片的第二端處的大于地球引力一百倍的加速度?？色@得且可在不損壞飛行器的任何其它功能的情況下使用的這種離心加速度允許容易地并高效地驅(qū)散存在于排槽中的水。
[0047]而且，該離心加速度沿著自該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端向第二端的展翼增大。有利地，導(dǎo)致該增大離心加速度的離心力因此隨著要排放的水的量而增大。事實(shí)上，在該離心力的作用下，水流向該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端。實(shí)際上，要排放的水的量也沿著該空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼向其第二端增加。因此，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，要排放的水的量越大，允許該排放的離心力越大。
[0048]另外，該空氣動(dòng)力構(gòu)件是轉(zhuǎn)動(dòng)的，產(chǎn)生氣動(dòng)升力和氣動(dòng)阻力的空氣流動(dòng)速率根據(jù)該空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼是不同的。更確切地說，這些氣動(dòng)升力和阻力在位于葉片的旋轉(zhuǎn)中心附近的內(nèi)部區(qū)域中(即朝向該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端并最大程度朝向該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端)較弱。因此，在該內(nèi)部區(qū)域中的結(jié)冰屏障的存在將不會(huì)降低或極弱地降低該空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力性能。因而，無需去除可能在此類內(nèi)部區(qū)域中形成的結(jié)冰屏障。
[0049]因此，防結(jié)冰裝置的各個(gè)排槽可位于空氣動(dòng)力構(gòu)件的自其第一端直到其第二端的整個(gè)展翼上。優(yōu)選地，防結(jié)冰裝置的各個(gè)排槽位于該空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼的除了位于朝向該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端的內(nèi)部區(qū)域的其他區(qū)域上。例如，該內(nèi)部區(qū)域自該空氣動(dòng)力構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心延伸到代表該空氣動(dòng)力構(gòu)件的整個(gè)展翼的50%的距離。應(yīng)將該空氣動(dòng)力構(gòu)件的“整個(gè)展翼”理解為該空氣動(dòng)力構(gòu)件的該旋轉(zhuǎn)中心與沿該展翼方向的該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端之間的距離。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，防結(jié)冰裝置具有沿該空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼延伸的至少一個(gè)收集內(nèi)管道和吸取通道。各個(gè)收集內(nèi)管道位于該空氣動(dòng)力構(gòu)件中，這些吸取通道將各個(gè)排槽聯(lián)接到收集內(nèi)管道。在這些吸取通道內(nèi)形成副低壓，以通過吸取來促使在內(nèi)弧面和外弧面上流動(dòng)的水流向各個(gè)排槽。這些吸取通道可在全體排槽上縱向分布，以促使水在該空氣動(dòng)力構(gòu)件的整個(gè)展翼上流向各個(gè)排槽的。
[0051]事實(shí)上，存在于這些吸取通道內(nèi)的該副低壓能夠產(chǎn)生吸取流動(dòng)在該空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)弧面和外弧面上的水的現(xiàn)象。由此，由于該吸取現(xiàn)象，該水更容易自內(nèi)弧面和外弧面流向排槽。因而，存在于這些吸取通道中的該副低壓能夠從各個(gè)排槽吸取水并將其引向收集內(nèi)管道，以被排到該空氣動(dòng)力構(gòu)件之外。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，各個(gè)排槽可位于空氣動(dòng)力構(gòu)件的整個(gè)展翼上。然而，當(dāng)本發(fā)明的這另一實(shí)施方式用于諸如旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子葉片之類的轉(zhuǎn)動(dòng)式空氣動(dòng)力構(gòu)件時(shí)，各個(gè)排槽可位于該空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼的除了內(nèi)部區(qū)域(如前所述地，位于該空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端附近)之外的其他部分。
[0053]根據(jù)此另一實(shí)施方式的第一變化形式，各個(gè)收集內(nèi)部管道被聯(lián)接到栗浦裝置。該栗浦裝置在各個(gè)收集內(nèi)管道中生成副低壓，該副低壓在吸取通道中形成回蕩，從而生成吸取流動(dòng)在該空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)弧面和外弧面上的水的現(xiàn)象。
[0054]各個(gè)收集內(nèi)管道在第一端的附近是從該空氣動(dòng)力構(gòu)件開通的，以被聯(lián)接到該栗浦裝置。相反，各個(gè)收集內(nèi)管道在第二端位置處是不開通的，從而使生成的副低壓僅在吸取通道內(nèi)回蕩。
[0055]另外，為了能夠良好地吸取流動(dòng)在空氣動(dòng)力構(gòu)件內(nèi)弧面和外弧面上的水，應(yīng)使吸取通道的數(shù)目分布在所有排槽上。收集內(nèi)部管道還應(yīng)被保持在零上溫度上，以避免形成取消吸取作用的冰阻塞。例如，可使用電熱除霜系統(tǒng)，以在收集內(nèi)管道中將水保持為液體形狀。接下來通過各個(gè)收集內(nèi)管道將水排向栗浦裝置。
[0056]根據(jù)此另一實(shí)施方式的第二變化形式，加壓的熱空氣以較高速度在各個(gè)收集內(nèi)管道中流動(dòng)，并因此在吸取通道中生成副低壓，隨之形成吸取流動(dòng)在空氣動(dòng)力構(gòu)件內(nèi)弧面和外弧面上的水的現(xiàn)象。為了排出逐漸承擔(dān)所吸取水的該加壓空氣，各個(gè)收集內(nèi)管道在自由的第二端位置處被開通。各個(gè)收集內(nèi)管道還在第一端的附近被開通，以使該初始干燥的加壓空氣噴射。該加壓熱空氣是例如在裝配有該空氣動(dòng)力構(gòu)件的飛行器的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)位置處、尤其是在壓縮機(jī)的輸出端處被提取的。
[0057]另一方面，加壓空氣應(yīng)僅在各個(gè)收集內(nèi)管道中流動(dòng)而不流向在吸取通道，以使副低壓出現(xiàn)在這些吸取通道中。實(shí)際上，這些吸取管道的尺寸較大，并尤其根據(jù)加壓空氣在各個(gè)收集內(nèi)管道中流動(dòng)的速度。
[0058]吸取通道和收集內(nèi)管道優(yōu)選地具有圓形剖面。然而，可使用另外的剖面形狀，例如橢圓形剖面。
[0059]例如，內(nèi)部管道的圓形剖面具有包括在5毫米和10毫米之間的半徑。
[0060]此另外的實(shí)施方式(無論其哪個(gè)變化形式)不使用離心力來排放排槽內(nèi)水。此另外的實(shí)施方式因此可應(yīng)用于固定的空氣動(dòng)力構(gòu)件，如飛機(jī)機(jī)翼或所有類型的飛行器的尾翼。
[0061]另外，構(gòu)成各個(gè)收集內(nèi)管道和吸取通道的該排水網(wǎng)絡(luò)的呈現(xiàn)不應(yīng)損壞空氣動(dòng)機(jī)構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度和空氣動(dòng)力特性。例如，如果空氣動(dòng)力構(gòu)件具有一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)箱，那么該排水網(wǎng)絡(luò)被定位在唯一且同一結(jié)構(gòu)箱的內(nèi)部，且穿過該結(jié)構(gòu)箱的工作構(gòu)件的吸取通道在機(jī)翼的展翼長度上被最小化。
[0062]另外，無論本發(fā)明的哪一種實(shí)施方式，防結(jié)冰裝置應(yīng)具有在各個(gè)排槽位置處的至少一個(gè)加熱構(gòu)件。實(shí)際上，為了通過根據(jù)本發(fā)明的防結(jié)冰裝置排水，存在于排槽中的水不應(yīng)轉(zhuǎn)變成霜或冰。為此目的，至少一個(gè)加熱構(gòu)件位于各個(gè)排槽位置處，以將存在于排槽中的水以液體形式保持在排槽中。各個(gè)加熱構(gòu)件例如為電熱構(gòu)件。各個(gè)加熱構(gòu)件還可由涂襯在排槽底部的漆層或加熱涂層構(gòu)成。
[0063]而且，該加熱構(gòu)件允許在根據(jù)本發(fā)明的防結(jié)冰裝置運(yùn)行之前(例如在使用該防結(jié)冰裝置的飛行器啟動(dòng)之前)，將可能已在排槽中形成的霜或冰轉(zhuǎn)變成水。
[0064]優(yōu)選地，一旦天氣狀況有利于使霜形成在排槽中，位于各個(gè)排槽位置處的各個(gè)加熱構(gòu)件被以持續(xù)方式供電。因此，排除了存在于排槽中的水全部或部分轉(zhuǎn)變成霜或冰的風(fēng)險(xiǎn)。
[0065]事實(shí)上，如果以交替或周期的方式向加熱構(gòu)件供電，水可能暫時(shí)且局部地在排槽中局部轉(zhuǎn)變成霜或冰，隨之可在該排槽中制造阻塞。水暫時(shí)不能再流向該排槽，于是再次在內(nèi)弧面和外弧面上流動(dòng)，從而形成結(jié)冰屏障。
[0066]另外，各個(gè)排槽不應(yīng)破壞空氣動(dòng)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征。各個(gè)排槽因此位于運(yùn)行空氣動(dòng)力構(gòu)件的主要工作結(jié)構(gòu)之外，例如在允許采用離心力和/或切變彎曲或扭轉(zhuǎn)力的翼梁和肋之外的表面區(qū)域中。
[0067]同樣，各個(gè)排槽不應(yīng)明顯地破壞空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力性能，以使在干燥空氣環(huán)境下的性能的降低和在帶有該附加裝置的凍結(jié)環(huán)境下的性能的增益之間的得失平衡是有利的。
[0068]在外弧面上，根據(jù)本發(fā)明的防結(jié)冰裝置優(yōu)選地定位在形成在該外弧面上的氣動(dòng)副低壓的至少峰值過后，優(yōu)選地定位在在氣動(dòng)副低壓峰值過后的側(cè)弦的至少5%上。由此，由排槽可能引入的所有空氣動(dòng)力干擾不會(huì)影響或以最小方式影響空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力性能。如前所提及的，除霜系統(tǒng)保證了自外弧面到排槽的除霜。例如，排槽被定位在沿空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦距前緣的一段距離上，對(duì)應(yīng)于該空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦的15%。該排槽可理解為定位在一區(qū)域中，超過該區(qū)域，霜不會(huì)在空氣動(dòng)力構(gòu)件上形成。
[0069]在內(nèi)弧面上，根據(jù)本發(fā)明的防結(jié)冰裝置優(yōu)選地正好定位在預(yù)期形成霜的邊緣之后，以使空氣限制層盡可能長時(shí)間地保持在該內(nèi)弧面上的層狀流動(dòng)并因此不明顯增大氣動(dòng)阻力。如前所提及的，除霜系統(tǒng)確保了自內(nèi)弧面到排槽的除霜。例如，排槽定位在沿空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦自前緣開始的一段距離上，對(duì)應(yīng)于空氣動(dòng)力構(gòu)件側(cè)弦的25%。
[0070]排槽在各個(gè)內(nèi)弧面和外弧面上的的這些位置的誤差例如為空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦的 +/-10 % ο
[0071]另外，排槽具有上游唇緣、槽底部和下游唇緣。排槽還具有在上游唇緣和各個(gè)內(nèi)弧面與外弧面之間的第一接合半徑R1，和在下游唇緣和槽底部之間的第二接合半徑R2。而且，第一接合半徑&和第二接合半徑R 2能夠有效地將水引向槽底部。
[0072]事實(shí)上，優(yōu)選地，這些接合半徑&、R2較大，能夠利用在此由水和內(nèi)弧或外弧面構(gòu)成的兩個(gè)介質(zhì)之間的拉普拉斯表面張力現(xiàn)象，以引導(dǎo)水在排槽中的流動(dòng)。而且，這些接合半徑札、R2能夠使接近0°c的每個(gè)水滴和排槽側(cè)壁之間的附著壓力最大化。
[0073]第一接合半徑R1例如包括在O毫米和10毫米之間，第二接合半徑R 2包括在I毫米和10毫米之間。優(yōu)選地，第一接合半徑包括在I毫米和2毫米之間，第二接合半徑R2包括在I毫米和2毫米之間。
[0074]而且，通過槽底部側(cè)壁Pf形成槽底部，通過第二接合半徑R 2和下游唇緣側(cè)壁P d等槽底部側(cè)壁Pf聯(lián)接到上游唇緣。通過下游唇緣側(cè)壁和內(nèi)弧或外弧面形成下游唇緣。槽底部側(cè)壁PjP下游唇緣側(cè)壁1\形成槽底部角β。同樣，下游唇緣側(cè)壁1\和內(nèi)弧或外弧面形成下游唇緣角α。因此，槽底部角β和下游唇緣角α能夠有效地避免水回流到排槽之外并形成結(jié)冰屏障。
[0075]事實(shí)上，槽底部角β和下游唇緣角α為銳角，即小于90°，以避免水由于毛細(xì)作用而越過下游唇緣并回流到排槽。而且，這些角度有利地是相同的，槽底部側(cè)壁在幾何構(gòu)造上基本平行于空氣動(dòng)力構(gòu)件的外表面，即平行于內(nèi)弧面或外弧面。
[0076]另外，當(dāng)排槽中有大量水時(shí)，槽底部角β和下游唇緣角α應(yīng)足夠大，以避免水流經(jīng)下游唇緣并回流到排槽之外。槽底部角β和下游唇緣角α例如大于30°。
[0077]排槽的尺寸也較大，以一方面使流動(dòng)在內(nèi)弧面和外弧面上的全部水被引導(dǎo)到該排槽中和另一方面使存在于該排槽中的水保留在排槽中直到被驅(qū)散。
[0078]在內(nèi)弧面和外弧面上流動(dòng)的水膜通常具有的厚度被包括在I毫米到2毫米(I到2mm)之間。收集槽的高度因此應(yīng)大于2_，排槽的該高度自內(nèi)弧或外弧面沿空氣動(dòng)力構(gòu)件的厚度延伸到槽底部側(cè)壁PF。
[0079]反之，以通常的方式，應(yīng)避免在經(jīng)受空氣流動(dòng)的輪廓上形成高度大于該流動(dòng)限制層的厚度的一個(gè)或多個(gè)障礙，以限制在該輪廓上的氣動(dòng)干擾。這些空氣動(dòng)力干擾主要由該輪廓的氣動(dòng)阻力的增大導(dǎo)致。
[0080]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，即旋翼式飛行器的葉片，在該葉片上的排槽位置處的空氣流動(dòng)限制層的厚度例如在大約0，4毫米和3毫米之間變化。更確切地，根據(jù)飛行器的大小，限制層的厚度可在層狀流動(dòng)的情況下在大約0，4毫米到0，6毫米之間變化，并在洶涌流動(dòng)的情況下在1，3毫米到3毫米之間變化。
[0081]然而，為了有效排放流動(dòng)在內(nèi)弧面和外弧面上的水膜，收集槽的高度可大于2毫米，并因此大于該限制層的高度。考慮到排槽和防結(jié)冰裝置的效率，應(yīng)接受由該排槽的存在造成的空氣動(dòng)力構(gòu)件的空氣動(dòng)力性能的下降。
[0082]另外，由在上游唇緣和下游唇緣之間的一段距離上形成的排槽的開口應(yīng)足夠大以收集流動(dòng)在空氣動(dòng)力構(gòu)件上的水滴，包括由眾多較小水滴重組形成的較大水滴。如果排槽的開口長度過小，那么該排槽可被繼續(xù)流動(dòng)在空氣動(dòng)力構(gòu)件表面上并可形成結(jié)冰屏障的水滴越過。相反，該開口長度不應(yīng)足夠大到干擾內(nèi)弧面和外弧面上的空氣流動(dòng)。
[0083]而且，可將形成在內(nèi)弧面和外弧面上的較大水滴近似為直徑為2毫米的球體。開口長度則應(yīng)最小等于兩個(gè)水滴直徑，即4毫米，以能夠使排槽截獲這些水滴，在上游唇緣位置處的第一接合半徑&也有效地易于引導(dǎo)排槽中的水。開口長度可被限制在20毫米，空氣動(dòng)力構(gòu)件側(cè)弦的總長度為例如大約400毫米(對(duì)于5噸級(jí)的飛行器)，和大約600毫米(對(duì)于10噸級(jí)的飛行器)。
[0084]例如，對(duì)于其各個(gè)葉片的側(cè)弦總長度大約為400毫米的5噸級(jí)的飛行器而言，高度為2毫米且開口長度為4毫米的排槽使各個(gè)葉片的總阻力大約增加4%，而高度為3毫米且開口長度為15毫米的排槽可使各個(gè)葉片的總阻力增加20%。
[0085]同樣，對(duì)于其各個(gè)葉片的側(cè)弦總長度大約為600毫米的10噸重飛行器而言，高度為2毫米且開口長度為4毫米的排槽使各個(gè)葉片的總阻力大約增加I %，而高度為3毫米且開口長度為15毫米的排槽可使各個(gè)葉片的總阻力增加4%。
[0086]由此，根據(jù)空氣動(dòng)力構(gòu)件的尺寸和飛行器的特征，排槽尺寸的開口長度被包括在4毫米和20毫米之間，其關(guān)聯(lián)的高度在2毫米和5毫米之間。該排槽的高度自內(nèi)弧或上弧面沿空氣動(dòng)力構(gòu)件的厚度延伸到槽底部側(cè)壁Pf，并且開口長度自上游唇緣沿空氣動(dòng)力構(gòu)件側(cè)弦延伸到下游唇緣的下游。
[0087]最后，為了能夠排放足夠的水量，排槽的底部長度(自第二接合半徑R2與槽底部側(cè)壁之間的接合點(diǎn)沿空氣動(dòng)力構(gòu)件的側(cè)弦延伸到槽底部的下游)至少等于、優(yōu)選地大于開口長度。該排槽的該底部長度可被包括在4暈米和30 _米之間。
[0088]排槽的這些尺寸可沿空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼變化，例如以適應(yīng)于存在于排槽中的水量，該水量尤其在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中有所增加。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，排槽的這種尺寸變化還能夠限制與該排槽存在于其中結(jié)霜效應(yīng)較小的區(qū)域中(即在空氣動(dòng)力構(gòu)件的內(nèi)部)相關(guān)聯(lián)的空氣動(dòng)力干擾。然而，這些尺寸優(yōu)選地是恒定的，從而一方面有利于制造空氣動(dòng)力構(gòu)件，另一方面使空氣動(dòng)力構(gòu)件的機(jī)械特性不隨其翼展產(chǎn)生明顯變化。有利地，排槽可以是附接到空氣動(dòng)力構(gòu)件的專用于其整合的結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。因此排槽的尺寸應(yīng)考慮到要排放的最大水量，尤其要在空氣動(dòng)力構(gòu)件第二端附近排放的最大水量，以避免排槽溢出、水回流到內(nèi)弧面，從而形成結(jié)冰屏障。
[0089]優(yōu)選地，排槽具有6 _米的開口長度，3暈米的尚度，和9 _米的底部長度，帶有45°的槽底部角β和下游唇緣角α。
[0090]同樣重要的是，尤其在空氣動(dòng)力構(gòu)件在布滿粉塵的環(huán)境中操作的情況下，不能部分或全部地阻塞根據(jù)本發(fā)明的防結(jié)冰裝置的排槽。這種布滿粉塵的環(huán)境常見于較干燥的大氣條件，其中形成霜的風(fēng)險(xiǎn)較小或?yàn)榱?。這種布滿粉塵的環(huán)境更具體地由與較高溫度相關(guān)聯(lián)的沙粒的存在構(gòu)成，因此無形成霜的風(fēng)險(xiǎn)。使用例如塑料材料的蓋體以保護(hù)排槽是可行的，以避免在沒有出現(xiàn)結(jié)霜風(fēng)險(xiǎn)時(shí)粉塵或沙的顆粒穿透。
[0091]本發(fā)明的目的還在于提供一種飛行器的空氣動(dòng)力構(gòu)件，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件具有沿所述空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼自所述空氣動(dòng)力構(gòu)件的第一端縱向延伸到所述空氣動(dòng)力構(gòu)件的第二端的內(nèi)弧面和外弧面。所述空氣動(dòng)力構(gòu)件還具有沿所述空氣動(dòng)力構(gòu)件的展翼縱向延伸且在所述空氣動(dòng)力構(gòu)件的上游區(qū)中聯(lián)接所述內(nèi)弧面和外弧面的前緣。所述空氣動(dòng)力構(gòu)件裝配有定位在所述前緣位置處的除霜系統(tǒng)和前面描述的防結(jié)冰裝置。
[0092]該空氣動(dòng)力構(gòu)件更具體地用于旋翼式飛行器，空氣動(dòng)力構(gòu)件為旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子的葉片。
【附圖說明】
[0093]參照附圖，在以下以示意性方式給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯，其中:
[0094]-圖1為根據(jù)本發(fā)明的裝配有防結(jié)冰裝置的空氣動(dòng)力構(gòu)件的立體視圖，
[0095]-圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式所裝配的空氣動(dòng)力構(gòu)件的橫向剖面圖，
[0096]-圖3和4為本發(fā)明另一實(shí)施方式所裝配的空氣動(dòng)力構(gòu)件兩個(gè)橫向剖面圖，
[0097]-圖5為根據(jù)本發(fā)明防結(jié)冰裝置的排槽細(xì)節(jié)視圖，
[0098]-圖6為旋翼式飛行器，和
[0099]-圖7為裝配有根據(jù)本發(fā)明防結(jié)冰裝置的旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子。
【具體實(shí)施方式】
[0100]在多個(gè)不同附圖中呈現(xiàn)的構(gòu)件以唯一和相的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)。
[0101]注意到在圖1到5中表示出彼此正交的三個(gè)方向X，Y和Z。
[0102]方向X是縱向的且沿各個(gè)空氣動(dòng)力構(gòu)件2的展翼被引導(dǎo)。
[0103]方向Y是橫向的且沿各個(gè)空氣動(dòng)力構(gòu)件2的側(cè)弦被引導(dǎo)。
[0104]最后，方向Z是上升方向并對(duì)應(yīng)于所述結(jié)構(gòu)在高度上的尺寸。術(shù)語“厚度”關(guān)聯(lián)于裝置的沿該上升方向的上升尺寸。
[0105]圖1表示空氣動(dòng)力構(gòu)件2，其可為例如飛機(jī)機(jī)翼、旋翼式飛行器的轉(zhuǎn)子的葉片或尾翼。該空氣動(dòng)力構(gòu)件2具有沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的展翼自該空氣動(dòng)力構(gòu)件2的第一端24延伸到第二端25的內(nèi)弧面22和外弧面23。該空氣動(dòng)力構(gòu)件2自前緣21橫向延伸到后緣29。前緣21和后緣29沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的展翼縱向延伸且聯(lián)接內(nèi)弧面22和外弧面23。
[0106]空氣動(dòng)力構(gòu)件2裝配有定位在其前緣21位置處的除霜系統(tǒng)3。該除霜系統(tǒng)3例如為電熱除霜系統(tǒng)。這種除霜系統(tǒng)3能夠避免在前緣21位置處形成霜或冰或融化形成在該前緣21上的霜或冰。在兩種情況下，膜或水滴形式的水可在空氣動(dòng)力構(gòu)件2的前緣21上流動(dòng)并在除霜系統(tǒng)3的下游的內(nèi)弧面22和外弧面23上形成結(jié)冰屏障，使空氣動(dòng)力構(gòu)件2的空氣動(dòng)力性能下降。
[0107]該空氣動(dòng)力構(gòu)件2還具有防結(jié)冰裝置1，以避免形成結(jié)冰屏障。該防結(jié)冰裝置I收集流動(dòng)在內(nèi)弧面和外弧面23上的水并將其排出。圖2到4表示出這種空氣動(dòng)力構(gòu)件2的對(duì)應(yīng)于防結(jié)冰裝置I的不同實(shí)施方式的不同橫向剖面。
[0108]以共用的方式，該防結(jié)冰裝置I具有在各個(gè)內(nèi)弧面22和外弧面23上沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的展翼縱向延伸的排槽10。各個(gè)排槽10被橫向定位在除霜系統(tǒng)10的正下游，以收集并排放在內(nèi)弧面22和外弧面23上從上游向下游流動(dòng)的水。
[0109]各個(gè)排槽10具有上游唇緣11、槽底部12和下游唇緣13。通過第一接合半徑札將上游唇緣11聯(lián)接到內(nèi)弧面22或外弧面23。通過槽底部側(cè)壁Pf形成槽底部12，通過第二接合半徑RjP下游唇緣側(cè)壁將槽底部側(cè)壁PfK接到上游唇緣11。通過下游唇緣側(cè)壁和內(nèi)弧面22或外弧面23形成下游唇緣13。
[0110]槽底部側(cè)壁P#P下游唇緣側(cè)壁P [形成槽底部角β，下游唇緣側(cè)壁P JP內(nèi)弧面22或外弧面23形成下游唇緣角α。
[0111]接合半徑R1,R2優(yōu)選地較大。例如，第一接合半徑R:被包括在O毫米和10毫米之間，并且第二接合半徑&被包括在I毫米和10毫米之間。優(yōu)選地，第一接合半徑被包括在I毫米和2毫米之間，并且第二接合半徑&被包括在I毫米和2毫米之間。
[0112]而且，槽底部角β和下游唇緣角α為銳角，即小于90°。另外，槽底部側(cè)壁PF在幾何構(gòu)造上基本平行于空氣動(dòng)力構(gòu)件2的外表面，即平行于內(nèi)弧面22或外弧面23，這兩個(gè)角β和α等于或大于30°。
[0113]除了角度α，β和接合半徑R1, R2，還通過底部長度Lf、高度Hr和開口開度L。來表征排槽10。底部長度Lf自第二接合半徑R2與槽底部側(cè)壁PF2間的接合點(diǎn)沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的側(cè)弦延伸到槽底部12的下游，高度Hr自內(nèi)弧面22或外弧面23沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的厚度延伸到槽底部側(cè)壁PF。開口開度L。對(duì)應(yīng)于上游唇緣11和下游唇緣13之間的距離。
[0114]例如，開口長度L。被包括在4毫米和20毫米之間，高度H ^皮包括在2毫米和5毫米之間，且底部長度Lf被包括在4暈米和30 _米之間。優(yōu)選地，排槽10具有6 _米的開口長度L。，3毫米的高度Hr，和9毫米的底部長度Lf。槽底部角β和下游唇緣角α優(yōu)選地等于45。ο
[0115]排槽10的這些尺寸在空氣動(dòng)力構(gòu)件的整個(gè)展翼上是恒定的，但這些尺寸可隨該展翼變化。
[0116]排槽10的具體形狀和其尺寸能夠允許匯集和收集流動(dòng)在內(nèi)弧面22和外弧面23上的水，完全避免了水的再流回和在內(nèi)弧面22和外弧面23上形成結(jié)冰屏障。
[0117]接合半徑R1, &尤其允許有效地向排槽10的底部引導(dǎo)流動(dòng)在內(nèi)弧面22或外弧面23上的水，角度α，β避免了水再流回到排槽10之外。
[0118]而且，這些尺寸能限制在內(nèi)弧面22和外弧面23上的空氣流動(dòng)的干擾，且限制由于排槽10的存在而出現(xiàn)的空氣動(dòng)力干擾。
[0119]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)冰裝置I還具有位于各個(gè)排槽10位置處的加熱構(gòu)件14。該加熱構(gòu)件14的存在避免了在排槽10中或在其側(cè)壁上的水轉(zhuǎn)變成霜或冰而不能被排出。各個(gè)加熱構(gòu)件14例如為電熱構(gòu)件。
[0120]圖2表示出本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，用于轉(zhuǎn)動(dòng)的空氣動(dòng)力構(gòu)件2并更具體地用于旋翼式飛行器50的轉(zhuǎn)子51，52的葉片53，54。這種飛行器50被表示于圖6。該轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子51，52引起在各個(gè)葉片53，54中出現(xiàn)的自第一端24向第二端25定向的離心力。
[0121]如圖1所示，結(jié)冰裝置I的各個(gè)排槽10可位于空氣動(dòng)力構(gòu)件2的整個(gè)展翼上，自其第一端24直到第二端25。
[0122]然而，該轉(zhuǎn)子51，52是轉(zhuǎn)動(dòng)的，在各個(gè)葉片53，54上產(chǎn)生氣動(dòng)升力和阻力的的空氣流動(dòng)的速率根據(jù)葉片53，54上的展翼位置是不同的。尤其是，這些氣動(dòng)升力和阻力在轉(zhuǎn)子51,52的旋轉(zhuǎn)中心附近的區(qū)域中較小，因此，該區(qū)域中的結(jié)冰屏障的存在僅稍微影響空氣動(dòng)力構(gòu)件2的空氣動(dòng)力性能。
[0123]實(shí)際上，如圖7所表示的，各個(gè)排槽10可自該轉(zhuǎn)子51，52的旋轉(zhuǎn)中心的距離D開始，并在第二端25的位置處開通。例如，該距離D對(duì)應(yīng)于空氣動(dòng)力構(gòu)件2的整個(gè)展翼1^的50%。
[0124]而且，為了不使空氣動(dòng)力構(gòu)件2的空氣動(dòng)力性能下降，各個(gè)排槽10可被定位在內(nèi)弧面22和外弧面23上，以限制出現(xiàn)空氣動(dòng)力干擾，甚至不產(chǎn)生任何空氣動(dòng)力干擾。
[0125]例如，在外弧面23上，排槽10被橫向定位在自前緣21開始的對(duì)應(yīng)于空氣動(dòng)力構(gòu)件2的側(cè)弦1￡的50%的距離上。
[0126]同樣，在內(nèi)弧面22上，排槽10被橫向定位在自前緣21開始的對(duì)應(yīng)于空氣動(dòng)力構(gòu)件2的側(cè)弦、的25%的距離上。
[0127]內(nèi)弧面22和外弧面23上排槽10的這些位置的容限例如為空氣動(dòng)力構(gòu)件2的側(cè)弦 Ic的 +/-10% O
[0128]圖3和4表示出本發(fā)明的兩種實(shí)施方式，其運(yùn)行原理相同。
[0129]表示于圖3的防結(jié)冰裝置I具有兩個(gè)收集內(nèi)管道15和將排槽10聯(lián)接到一個(gè)收集內(nèi)管道15的吸取通道16。收集內(nèi)管道15和吸取通道16位于空氣動(dòng)力構(gòu)件2中。吸取通道16在各個(gè)排槽10的整體上沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的展翼縱向分布。
[0130]表示于圖4的防結(jié)冰裝置I具有唯一一個(gè)收集內(nèi)管道15和將排槽10聯(lián)接到收集內(nèi)管道15的吸取通道16。收集內(nèi)管道15和吸取通道16位于空氣動(dòng)力構(gòu)件2上，吸取同道16在各個(gè)排槽10的整體上沿空氣動(dòng)力構(gòu)件2的展翼縱向分布。
[0131]副低壓形成在吸取通道16中以通過吸取來促進(jìn)流動(dòng)在內(nèi)弧面22和外弧面23上的水流向各個(gè)排槽10。
[0132]存在于吸取通道16中的該副低壓還能夠吸取各個(gè)排槽10中的水并將其向收集內(nèi)管道15引導(dǎo)，以排到空氣動(dòng)力構(gòu)件2之外?？梢圆煌绞健ⅹ?dú)立于圖3和4所表示的防結(jié)冰裝置I地生成該副低壓。
[0133]例如，各個(gè)收集內(nèi)管道15被聯(lián)接到栗浦裝置。該栗浦裝置因此在各個(gè)收集內(nèi)管道15中形成副低壓，該副低壓在在吸取通道16中回蕩因此生成吸取流動(dòng)在空氣動(dòng)力構(gòu)件2的內(nèi)弧面22和外弧面23上的水的現(xiàn)象。各個(gè)收集內(nèi)管道15僅從空氣動(dòng)力構(gòu)件2的第一端24的附近開通，以被聯(lián)接到栗浦裝置和能夠排出水。
[0134]根據(jù)另一實(shí)施例，加壓空氣在各個(gè)收集內(nèi)管道15中以較大速率流動(dòng)，因而在吸取通道16中形成副低壓，隨之產(chǎn)生吸取流動(dòng)在內(nèi)弧面22和外弧面23上的水的現(xiàn)象。各個(gè)收集內(nèi)管道15開通于第一端24附近，以噴射該加壓空氣。各個(gè)收集內(nèi)管道15還開通于自由的第二端25位置處，從而一方面排放該加壓空氣并另一方面驅(qū)散來自排槽10的水。
[0135]而且，空氣動(dòng)機(jī)構(gòu)件2可個(gè)有多個(gè)結(jié)構(gòu)箱26，27，28。為了不破壞該空氣動(dòng)機(jī)構(gòu)件2的機(jī)械特征，各個(gè)收集內(nèi)管道15和吸取通道16位于唯一且同一結(jié)構(gòu)箱27的內(nèi)部。
[0136]如前所提及的，表示于圖3和4上的防結(jié)冰裝置I具有位于各個(gè)排槽10位置處的至少一個(gè)加熱構(gòu)件14，以避免存在于排槽10中的水轉(zhuǎn)變成霜或冰。
[0137]顯然，本發(fā)明受制于多種實(shí)施變化形式。即使已描述了多種實(shí)施方式，可以理解，不可能以排它方式確定所有可能方式。當(dāng)然可理解的是，可用等同部件替換所描的部件而不超出本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的防結(jié)冰裝置(I)，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)具有的沿所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的展翼自所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的第一端(24)縱向延伸到所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的第二端(25)的內(nèi)弧面(22)和外弧面(23)，以及沿所述展翼縱向延伸且在所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的上游區(qū)中沿所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的側(cè)弦聯(lián)接所述內(nèi)弧面(22)和外弧面(23)的前緣(21)，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)裝配有定位在所述前緣(21)位置處的除霜系統(tǒng)(3)， 其特征在于，所述防結(jié)冰裝置(I)具有適于沿所述展翼在各個(gè)內(nèi)弧面(22)和外弧面(23)上縱向延伸的排槽(10)，各個(gè)排槽(10)適于被正好定位在橫向地沿所述側(cè)弦的所述除霜系統(tǒng)(3)的下游，以收集流動(dòng)在所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)上的水并將其自所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的上游向所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的下游排放，各個(gè)排槽(10)具有上游唇緣(11)、槽底部(12)和下游唇緣(13)，以及一方面在所述上游唇緣(11)和各個(gè)內(nèi)弧面(22)及外弧面(23)之間的第一接合半徑R1，和另一方面在所述上游唇緣(11)和所述槽底部(12)之間的第二接合半徑R2,所述第一接合半徑R1和所述第二接合半徑1?2能夠?qū)⑺鏊蛩霾鄣撞?12) ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述槽底部(12)由槽底部側(cè)壁Pf形成，所述槽底部側(cè)壁P F通過所述第一接合半徑R:和下游唇緣側(cè)壁P J關(guān)接到所述上游唇緣(11)，而所述下游唇緣(13)由所述下游唇緣側(cè)壁和所述內(nèi)弧面(22)或外弧面(23)形成，所述槽底部側(cè)壁Pf和所述下游唇緣側(cè)壁形成槽底角度β，而所述下游唇緣側(cè)壁和所述內(nèi)弧面(22)或外弧面(23)形成下游唇緣角度α，所述槽底角度β和所述下游唇緣角度α能夠避免所述水回流到在所述排槽(10)之外。3.根據(jù)權(quán)利要求1到2其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述排槽(10)的長度被包括在4毫米和20毫米之間，所述長度根據(jù)所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的所述側(cè)弦來決定。4.根據(jù)權(quán)利要求1到2其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述排槽(10)的高度被包括在2毫米和10毫米之間，所述高度根據(jù)所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的厚度來決定。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述第一接合半徑&被包括在O毫米和10毫米之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述第二接合半徑&被包括在I毫米和10毫米之間。7.根據(jù)權(quán)利要求2到6其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述槽底角度β小于90°。8.根據(jù)權(quán)利要求2到7其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述下游唇緣角度α小于90°。9.根據(jù)權(quán)利要求1到8其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于， 所述防結(jié)冰裝置(I)在各個(gè)排槽(10)的位置處具有至少一個(gè)加熱構(gòu)件(14)。10.根據(jù)權(quán)利要求1到9其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述第一端(24)被固定在飛行器(50)上，而所述第二端(25)是自由的，所述排槽(10)開通于所述第二端(25)位置處。11.根據(jù)權(quán)利要求1到10其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述防結(jié)冰裝置(I)具有沿所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的展翼縱向延伸的至少一個(gè)收集內(nèi)管道(15)和吸取通道(16)，各個(gè)收集內(nèi)管道(15)位于所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)的內(nèi)部，且所述吸取通道(16)將各個(gè)排槽(10)聯(lián)接到收集內(nèi)管道(15)，在所述吸取通道(16)內(nèi)形成副低壓以吸取所述水，進(jìn)而向所述槽底部(12)引導(dǎo)所述水。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，各個(gè)收集內(nèi)管道(15)被聯(lián)接到栗浦裝置(17)，以在所述吸取通道(16)中形成所述副低壓。13.根據(jù)權(quán)利要求11到12其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述第一端(24)被固定在飛行器(50)上，而所述第二端(25)是自由的，加壓空氣在各個(gè)收集內(nèi)管道(15)中以較高速率流動(dòng)，以在所述吸取通道(16)中形成所述副低壓，各個(gè)收集內(nèi)管道(15)開通于所述第二端(25)位置處，且所述空氣向所述第二端(25)流動(dòng)。14.根據(jù)權(quán)利要求1到13其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述除霜系統(tǒng)(3)為熱電除霜系統(tǒng)。15.根據(jù)權(quán)利要求1到14其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)為旋翼式飛行器(50)的轉(zhuǎn)子(51，52)的葉片(53，54)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的防結(jié)冰裝置(I)，其特征在于，所述排槽(10)從所述第一端(24)的對(duì)應(yīng)于所述葉片(53，54)的整個(gè)展翼的35%的距離開始且沿所述葉片(53，54)的所述展翼延伸到所述第二端(25)。17.—種飛行器(50)的空氣動(dòng)力構(gòu)件(10)，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)具有內(nèi)弧面(22)、外弧面(23)和前緣(21)以及第二端(25)，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)裝配有定位在所述前緣(21)位置處的除霜系統(tǒng)(3)， 其特征在于，所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)具有根據(jù)權(quán)利要求1到16其中任意一項(xiàng)所述的防結(jié)冰裝置(I)。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的空氣動(dòng)力構(gòu)件(10)，其特征在于，所述飛行器(50)為旋翼式飛行器，且所述空氣動(dòng)力構(gòu)件(2)為所述旋翼式飛行器(50)的轉(zhuǎn)子(51，52)的葉片(53，54) ο
【文檔編號(hào)】B64D15/12GK105882979SQ201510175391
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日
【發(fā)明人】G·阿諾德
【申請(qǐng)人】空客直升機(jī)