Спосіб механічного руйнування криги на крилі літака

Реферат: Спосіб механічного руйнування криги на крилі літака, згідно з яким встановлюють на поверхні носка крила літака накладку, яку виконано з пружного матеріалу, наприклад з гуми, із розташованими усередині металевими пластинами, які розміщено з зазором у своїй площині, встановлюють під обшивкою конструкції крила літака поблизу покриття з пружного матеріалу генератор магнітного поля, створюють генератором магнітного поля змінне за фазою магнітне поле, забезпечують вплив переривчастих коливань магнітного поля на металеві пластини, що запресовані всередину накладки з пружного матеріалу, забезпечують переміщенні металевих пластин відносно їх статичного положення щодо зовнішньої поверхні носка крила під дією переривчастих коливань магнітного поля з періодичним збільшенням-зменшенням відстані від зазначеної поверхні носка крила, забезпечують при періодичному переміщенні вперед-назад пластин, відносно їх статичного положення, деформацію накладки, яку виконано з пружного матеріалу, шляхом її стиску-розтягання, а механічне руйнування криги здійснюють шляхом прикладання до шару криги, що утворився в польоті на зовнішній поверхні зазначеної накладки, зусиль різного знака, що створюються періодичними змінами об'єму накладки. Накладку виконано товщиною не більше 10 мм, а пластинки виконано з феромагнітного матеріалу, при цьому пластинки виконано будь-якої геометричної форми в плані і товщиною не більше 1 мм, як генератор магнітного поля застосовують котушки індуктивності, живлення до яких подається від бортової електромережі літака, а переривчасті коливання магнітного поля здійснюють зазначеним генератором з різною частотою за часом. UA 110392 U (12) UA 110392 U UA 110392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі авіації, зокрема, до систем протиобледеніння літальних апаратів, а саме, до способів боротьби з обледенінням несучих конструкцій літального апарату, наприклад, на крилі літака, завдяки механічному руйнуванню криги, яка утворилася, в польоті. Відомий спосіб механічного руйнування криги на конструкціях літального апарату, який використовує електромагнітні імпульси, що викликають миттєву пружну деформацію поверхні передньої кромки конструкції [1]. Зазначена електромагнітна система протиобледеніння містить у собі накопичувач енергії, котушку індуктивності, розташовані вздовж поверхні, яка звільнюється від криги, і які при своїй роботі створюють значне магнітне поле, індукуючи вихрові струми у обшивці несучої поверхні. Взаємодія струменів у котушці та в обшивці викликає силу, за допомогою якої пружно деформують обшивку несучої поверхні, викликаючи таким чином руйнування відкладень криги із створенням пилу та крихітних уламків. Імпульси подаються у різному темпі i-тою тривалістю кожного імпульсу та j-тою тривалістю проміжки між імпульсами і залежно від довжини поверхні конструкції, на якій передбачається створювання шару криги (в польоті). Повний цикл дії на кригу продовжується n секунд. Недоліком відомого способу механічного руйнування криги на конструкціях літального апарату є те, що можлива поява утомлених тріщин в обшивці несучої поверхні, яка підпадає до пружних знакозмінних деформацій. Недоліком відомого способу механічного руйнування криги на конструкціях літального апарату є й те, що зазначений спосіб скидання криги є неможливим в обшивці, що виконана з композиційних матеріалів. Найбільш близьким технічним рішенням, як за суттю, так і за задачею, що вирішується, яке вибрано за найближчий аналог (прототип), є спосіб механічного руйнування криги на крилі літака, згідно з яким встановлюють на поверхні носка крила літака накладку, яку виконано з пружного матеріалу, наприклад з гуми, із розташованими усередині металевими пластинами, які розміщено з зазором у своїй площині, встановлюють під обшивкою конструкції крила літака поблизу покриття з пружного матеріалу генератор магнітного поля, створюють генератором магнітного поля змінного за фазою магнітного поля, забезпечують вплив переривчастих коливань магнітного поля на металеві пластини, що запресовані всередину накладки з пружного матеріалу, забезпечують переміщенні металевих пластин відносно їх статичного положення щодо зовнішньої поверхні носка крила під дією переривчастих коливань магнітного поля з періодичним збільшенням-зменшенням відстані від зазначеної поверхні носка крила, забезпечують при періодичному переміщенні вперед-назад пластин, відносно їх статичного положення, деформацію накладки, яку виконано з пружного матеріалу, шляхом її стискурозтягання, а механічне руйнування криги здійснюють шляхом прикладання до шару криги, що утворився в польоті на зовнішній поверхні зазначеної накладки, зусиль різного знака, що створюються періодичними змінами об'єму накладки [2]. До недоліків відомого способу механічного руйнування криги на крилі літального апарата, який вибрано за найближчий аналог (прототип), належить те, що не забезпечується створення генератором магнітного поля змінного за фазою магнітного поля, і за допомогою останнього значних за величиною амплітуд деформації захисного покриття завдяки позитивного і негативного знаків, а для збільшення енергії деформації накладки за допомогою пластин, треба встановити більш потужний генератор магнітного поля, що призведе до негативного фактора збільшення ваги крила літака та збільшення потреб електроенергії. В основу корисної моделі покладено задачу шляхом розміщення у пружному матеріалі накладки, яка встановлюється на носку крила літака в зоні утворення шару криги при обледенінні в польоті, пластин, які виконано з феромагнітного матеріалу і мають властивості феромагнетику, забезпечити збільшення значень амплітуд деформації накладки завдяки збільшенню енергії деформації при дії на феромагнітні пластини перемінного за знаком електромагнітного поля, що створюється генератором електромагнітного поля. Суть корисної моделі в способі механічного руйнування криги на крилі літака, згідно з яким встановлюють на поверхні носка крила літака накладку, яку виконано з пружного матеріалу, наприклад з гуми, із розташованими усередині металевими пластинами, які розміщено з зазором у своєї площині, встановлюють під обшивкою конструкції крила літака поблизу покриття з пружного матеріалу генератор магнітного поля, створюють генератором магнітного поля змінне за фазою магнітне поле, забезпечують вплив переривчастих коливань магнітного поля на металеві пластини, що запресовані всередину накладки з пружного матеріалу, забезпечують переміщенні металевих пластин відносно їх статичного положення щодо зовнішньої поверхні носка крила під дією переривчастих коливань магнітного поля з періодичним збільшеннямзменшенням відстані від зазначеної поверхні носка крила, забезпечують при періодичному переміщенні вперед-назад пластин, відносно їх статичного положення, деформацію накладки, яку виконано з пружного матеріалу, шляхом її стиску-розтягання, а механічне руйнування криги 1 UA 110392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 здійснюють шляхом прикладання до шару криги, що утворився в польоті на зовнішній поверхні зазначеної накладки, зусиль різного знака, що створюються періодичними змінами об'єму накладки, полягає в тому, що у накладку виконано товщиною не більше 10 мм, а пластинки виконано з феромагнітного матеріла. Суть корисної моделі полягає і в тому, що пластинки виконано будь-якої геометричної форми в плані і товщиною не більше 1 мм, як генератор магнітного поля застосовують котушки індуктивності, живлення до яких подається від бортової електромережі літака, а переривчасті коливання магнітного поля здійснюють зазначеним генератором з різною частотою за часом. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом, показує, що спосіб механічного руйнування криги на крилі літака, який заявляється, відрізняється тим, що накладку виконано товщиною не більше 10 мм, а пластинки виконано з феромагнітного матеріла, при цьому пластинки виконано будь-якої геометричної форми в плані і товщиною не більше 1 мм, як генератор магнітного поля застосовують котушки індуктивності, живлення до яких подається від бортової електромережі літака, а переривчасті коливання магнітного поля здійснюють зазначеним генератором з різною частотою за часом. Отримання технічного ефекту у способі механічного руйнування криги на крилі літака, полягає у встановленні на поверхнях літального апарата накладки (покриття) з пружного матеріалу, наприклад з гуми, із розміщеними (наприклад, запресованими) усередині металевими пластинками, розташованими з зазором у своїй площині, та у встановленні під обшивкою крила літального апарата поблизу покриття з пружного матеріалу та із запресованими у ньому пластинками, генератора магнітного поля, зокрема котушок індуктивності, для створення переривчастих коливань покриття матеріалу під впливом переривчастих коливань металічних пластинок, які виникають, у свою чергу, під дією змінного магнітного поля, наведеного в них змінним магнітним полем генератора. Основним в отриманні технічного ефекту є те, що в пружному матеріалі накладки розміщують пластинки, які виконано з феромагнітного матеріалу. Феромагнітний матеріал має властивості як притягання до джерела електромагнітного поля, так і відштовхування, при зміні направленості електромагнітного поля, шляхом накопичування в собі магнітної енергії. Це дозволить при потраплянні на зазначені феромагнітні пластини знакоперемінного електромагнітного поля (яке створюють генератором з різною частотою за часом), що створюється котушками індуктивності, забезпечити збільшення значень амплітуд деформації накладки завдяки збільшенню енергії деформації. Шляхом виконання накладки товщиною не більше 10 мм не погіршуються характеристики передньої кромки крила, а шляхом виконання пластинок будь-якої геометричної форми в плані і товщиною не більше 1 мм забезпечують нерівномірність амплітуд коливань пластинок відносно їх статичного положення. Таким чином, спосіб механічного руйнування криги на крилі літака, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Спосіб механічного руйнування криги на крилі літака, який заявляється, пояснюється ілюстраціями, де на Фіг. 1 показано схему пристрою (як варіант конструктивного виконання), за допомогою якого реалізується спосіб механічного руйнування криги на крилі літального апарату, що заявляється, на Фіг. 2-3 показано схеми етапів руйнування шару криги, який утворюється на конструкції літального апарату, наприклад, на крилі літального апарату, завдяки деформаціям пружного матеріалу за рахунок переміщень феромагнітних пластинок, які запресовані усередину останнього, при дії на них імпульсного електромагнітного поля змінного знака в різні півперіоди коливань, відповідно, при збільшенні геометричних та об'ємних параметрів накладки, та при їх зменшенні, на Фіг. 4 показано варіант частотного діапазону переривчастих коливань електромагнітного поля (N/S), створеного генератором магнітного поля (котушками індуктивності). Спосіб механічного руйнування криги на крилі літального апарата реалізовано таким чином. Попередньо на конструкцію 1, яка захищається від утворення криги, наприклад крило літального апарата (див. схему на Фіг. 1), встановлюють, наприклад, шляхом наклеювання на носок крила 1, накладку 2, яку виконано з пружного матеріалу, наприклад з еластичної гуми, і в якій розміщено (наприклад, шляхом запресовування) феромагнітні пластинки 3, які встановлені усередині накладки 2 із зазором відносно одна до іншої у своїй площині (при цьому феромагнітні пластинки 3 виконано будь-якої форми в плані, наприклад круглої, квадратної, прямокутної, трикутної і так далі). Для впливу на феромагнітні пластинки 3 (з метою їх імпульсного переміщення відносно статичного стану) електромагнітним полем (N/S), в порожнині крила 1 поблизу його носка розміщують генератор 4 магнітного поля (N/S), який виконано, наприклад, у вигляді котушок індуктивності (які встановлюють за обшивкою 5 усередині конструкції крила 1) - див. схему на Фіг. 1. Для створення електромагнітних імпульсів 2 UA 110392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 заданих параметрів (максимальна напруга та сила струму на обмотках котушок (позиція 4) індуктивності, форма імпульсу та його тривалість, тривалість пауз між імпульсами) використовують блок 6 управління, який з'єднано каналом управління 7 із зазначеними котушками індуктивності (позиція 4) - див. схему на Фіг. 1. У польоті при утворенні криги 8 на зовнішній поверхні накладки 2 вмикається система захисту конструкції від обростання кригою (система протиобледеніння). При цьому від блоку управління 6 (який підключено, як варіант конструктивного виконання, до бортової електромережі (позиція 9) літака) по каналу управління 7 подаються на електромагнітні котушки 4 індуктивності сигнали завданих параметрів (напруга, струм, частота імпульсів, їх тривалість, тривалість пауз між імпульсами тощо), при цьому переривчасті коливання електромагнітного поля (N/S) здійснюють зазначеним генератором (електромагнітними котушками 4 індуктивності) з різною частотою за часом - див. схему на Фіг. 4. Швидко зростаючий струм створює в котушці 4 індуктивності змінне магнітне поле (N/S). У перший півперіод коливань електромагнітного поля (N/S) (див. схему на Фіг. 2), електромагнітне поле (N/S) впливає силою Р на феромагнітні пластинки 3, які розташовано усередині пружної накладки 2 поблизу її зовнішньої поверхні, викликаючи переміщення пластинок 3, наприклад, у перший півперіод коливань, у напрямку відштовхування від поверхні обшивки 5 носка крила 1 (див. схему на Фіг. 2). Феромагнітні пластинки 3, переміщуючись у вказаному напрямку, викликають розтягнення (розширення та збільшення об'єму) пружної накладки 2, що приведе до розтрощення шару криги 8 та розламування його на малі шматки, частина яких розлітається у боки під дією потоку V повітря (у польоті), що набігає. У другий півперіод коливань (див. схему на Фіг. 3), після того, як блок управління 6 подасть команду на зміну полярності струму, який подається на обмотки котушок 4 індуктивності, зміниться й знак електромагнітного поля (N/S), що виробляється котушками 4 індуктивності (див. схему на Фіг. 3). В цьому випадку миттєво зміниться напрямок дії сили Р від магнітного поля (N/S) відносно феромагнітних пластинок 3, при цьому зазначені феромагнітні пластинки 3 почнуть переміщуватись в інший, відносно першого півперіоду, бік обшивки 5, а саме, протилежний бік відносно першого півперіоду коливань, що показано на Фіг. 2 (у бік поверхні обшивки 5 носка крила 1). Другий півперіод коливань буде характеризуватись стисненням (деформацією в бік зменшення об'єму) пружної накладки 2 та усуненням при цьому уламків криги 8, що залишилися на зовнішній поверхні пружної накладки 2. Уламки шару криги 8, які залишились, будуть додатково тиснути один на другий, викликаючи додаткове розтрощування останніх та розлітання маленьких уламків криги у різні боки під дією потоку повітря V, що набігає. При цьому уламки криги 8, які відлетіли від зовнішньої поверхні накладки 2, будуть здуватися з поверхні крила 1 повітряним потоком V, що набігає, який обтікає цю конструкцію, наприклад, крило 1 літака. Перший та другий півперіоди коливань є циклом усування криги, що утворюється на зовнішній поверхні крила 1 літака. Після закінчення одного циклу усування криги 8 повторюється наступний, і так до моменту повного очищення від криги 8 накладки 2. Після цього автоматично чи вручну здійснюють вимикання системи протиобледеніння (за допомогою якої здійснюється спосіб, що заявляється). Підвищення ефективності застосування способу механічного руйнування криги на крилі літака, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом використання пластин, які виконано з феромагнетику, тому, що величина (амплітуда) переміщення поверхні накладки при деформації зазначеної накладки під впливом електромагнітного поля не є постійною при кожному новому впливі електромагнітного поля електромагнітів на пластини. Амплітуда переміщення є набагато більшою, ніж при використанні інших металів, насамперед, при виконанні пластин з простого металу. Максимальні переміщення поверхні накладки здійснюються з більш низькими піками переміщень. Водночас намагніченість пластинок з феромагнетику приводить до того, що при великій частоті навантаження здійснюється неповне повернення зовнішньої поверхні захисного покриття до статичного положення (до нульового рівня), або здійснюється перехід крізь нього при різнознаковій зарядженості в кожний окремий період коливань пластинок під дією магнітного поля котушки. Підвищення ефективності застосування способу механічного руйнування криги на крилі літака, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається й тим, що зазначена нециклічність призводить до більш ефективного розтрощування криги, що створюється на зовнішній поверхні накладки, що захищає носок крила літака від створювання на ньому шару криги в польоті. Джерела інформації: 1. Журнал "INTERAVIA" (Швейцарія). - 1982. - № 3. - 271 с - аналог. 3 UA 110392 U 2. Патент США № 5074497, В 64 D 15/16. - 1991 р. - прототип. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Спосіб механічного руйнування криги на крилі літака, згідно з яким встановлюють на поверхні носка крила літака накладку, яку виконано з пружного матеріалу, наприклад з гуми, із розташованими усередині металевими пластинами, які розміщено з зазором у своїй площині, встановлюють під обшивкою конструкції крила літака поблизу покриття з пружного матеріалу генератор магнітного поля, створюють генератором магнітного поля змінне за фазою магнітне поле, забезпечують вплив переривчастих коливань магнітного поля на металеві пластини, що запресовані всередину накладки з пружного матеріалу, забезпечують переміщенні металевих пластин відносно їх статичного положення щодо зовнішньої поверхні носка крила під дією переривчастих коливань магнітного поля з періодичним збільшенням-зменшенням відстані від зазначеної поверхні носка крила, забезпечують при періодичному переміщенні вперед-назад пластин, відносно їх статичного положення, деформацiєю накладки, яку виконано з пружного матеріалу, шляхом її стиску-розтягання, а механічне руйнування криги здійснюють шляхом прикладання до шару криги, що утворився в польоті на зовнішній поверхні зазначеної накладки, зусиль різного знака, що створюються періодичними змінами об'єму накладки, який відрізняється тим, що накладку виконано товщиною не більше 10 мм, а пластинки виконано з феромагнітного матеріалу, при цьому пластинки виконано будь-якої геометричної форми в плані і товщиною не більше 1 мм, як генератор магнітного поля застосовують котушки індуктивності, живлення до яких подається від бортової електромережі літака, а переривчасті коливання магнітного поля здійснюють зазначеним генератором з різною частотою за часом. 4 UA 110392 U 5 UA 110392 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6