一種多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采用多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件，特別是用于飛機(jī)的多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件，尤其是采用復(fù)合材料制造的飛機(jī)的多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)在低溫、云霧和雨雪天飛行時(shí)，機(jī)體表面有可能出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。機(jī)體尤其是機(jī)翼前緣等重要部位結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)氣動(dòng)特性的惡化(如升力減小，阻力增大等)，嚴(yán)重的甚至?xí)：︼w機(jī)飛行安全。
[0003]飛機(jī)一般從發(fā)動(dòng)機(jī)抽引高溫?zé)釟鈱?duì)機(jī)體重要部位進(jìn)行防冰。近年來(lái)，隨著復(fù)合材料飛機(jī)、多電飛機(jī)等設(shè)計(jì)理念的興起，飛機(jī)的制造材料逐漸由金屬向復(fù)合材料發(fā)展，飛機(jī)的防冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念也由傳統(tǒng)的熱氣防冰向電防冰發(fā)展。波音787飛機(jī)采用復(fù)合材料機(jī)翼，搭配電防冰技術(shù)，在減重和降低能耗等方面取得了良好的效果。
[0004]如圖1所示，目前飛機(jī)上的電防冰加熱裝置一般布置于飛機(jī)蒙皮11內(nèi)側(cè)，通常由電絕緣層12、14和發(fā)熱層13組成，不同層之間通過(guò)粘合膠進(jìn)行連接，工作時(shí)發(fā)熱層產(chǎn)生的熱量通過(guò)電絕緣層12和蒙皮11與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換以實(shí)現(xiàn)防冰。該加熱裝置設(shè)計(jì)存在如下不足:
[0005]由于沒(méi)有隔熱措施，熱量會(huì)通過(guò)電絕緣層14向內(nèi)傳導(dǎo)，影響內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)(尤其是不耐高溫的復(fù)合材料結(jié)構(gòu))和設(shè)備，并造成飛機(jī)能量的浪費(fèi);若飛機(jī)蒙皮為非金屬的復(fù)合材料，則加熱裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)雷擊防護(hù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型專利所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供了一種多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件，其能量利用效率高，能夠有效防止熱量向飛機(jī)內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)和設(shè)備傳導(dǎo)，對(duì)蒙皮和機(jī)身(比如采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的蒙皮以及機(jī)身等)影響小，并且實(shí)現(xiàn)良好的防雷擊效果。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件，至少包括設(shè)置在蒙皮外的三層，其特征在于，
[0008]外層為防護(hù)層，所述防護(hù)層外側(cè)與外部環(huán)境接觸，
[0009]中層為發(fā)熱層，所述發(fā)熱層采用電發(fā)熱方式，
[0010]內(nèi)層為絕熱層，所述絕熱層設(shè)置在所述蒙皮外部，其中，
[0011]所述防護(hù)層用于防止外部環(huán)境對(duì)所述發(fā)熱層和/或所述絕熱層和/或所述蒙皮產(chǎn)生影響；
[0012]所述發(fā)熱層用于產(chǎn)生熱量，并將熱量傳導(dǎo)給所述防護(hù)層，用于融化所述防護(hù)層外部的結(jié)冰；
[0013]所述絕熱層用于防止所述發(fā)熱層產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給所述蒙皮，用于保護(hù)所述蒙皮不受或少受所述發(fā)熱層產(chǎn)生的熱量的影響。
[0014]較優(yōu)選地，所述防護(hù)層與所述發(fā)熱層中間設(shè)置有第一電絕緣層，所述第一電絕緣層用于防止所述發(fā)熱層中的電發(fā)熱的電流流向所述防護(hù)層。
[0015]較優(yōu)選地，所述發(fā)熱層與所述絕熱層中間設(shè)置有第二電絕緣層，所述第二電絕緣層用于防止所述發(fā)熱層中的電發(fā)熱的電流流向所述絕熱層。
[0016]較優(yōu)選地，所述防護(hù)層與所述發(fā)熱層中間設(shè)置有第一電絕緣層，所述第一電絕緣層用于防止所述發(fā)熱層中的電發(fā)熱的電流流向所述防護(hù)層;所述發(fā)熱層與所述絕熱層中間設(shè)置有第二電絕緣層，所述第二電絕緣層用于防止所述發(fā)熱層中的電發(fā)熱的電流流向所述絕熱層。
[0017]較優(yōu)選地，所述第一電絕緣層、所述發(fā)熱層、所述第二電絕緣層為一體制成。
[0018]較優(yōu)選地，所述防護(hù)層采用金屬制成。
[0019]較優(yōu)選地，所述第一電絕緣層和/或所述第二電絕緣層采用玻璃纖維或碳纖維作為絕電導(dǎo)熱材料。
[0020]較優(yōu)選地，所述發(fā)熱層中包含一定數(shù)量的加熱單元，所述加熱單元采用對(duì)溫度不敏感的金屬合金。
[0021]較優(yōu)選地，所述加熱單元為間隔布置。
[0022]較優(yōu)選地，所述金屬合金為鎳鉻合金。
[0023]采用了本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件之后，其將包含防護(hù)層、發(fā)熱層和絕熱層等的多層結(jié)構(gòu)布置于蒙皮之外，從而使能量利用效率高，能夠有效防止熱量向飛機(jī)內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)和設(shè)備傳導(dǎo)，同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)蒙皮和機(jī)身影響小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)良好的防雷擊效果。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電防冰加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖2為本實(shí)用新型的電加熱防冰元件多層式結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的電加熱防冰元件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本【具體實(shí)施方式】采用了最優(yōu)的實(shí)施例，這并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。為了方便描述，按照?qǐng)D中的“上”、“下”、“左”、“右”對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，這種描述方式是展示性的，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0027]如圖2所示的電加熱防冰元件，所述電加熱防冰元件為多層結(jié)構(gòu)，設(shè)置在飛機(jī)蒙皮7外側(cè)，總共包括五層，從蒙皮7向機(jī)身外部的方向(即圖2中由下往上的方向)依次為:絕熱層5、第二電絕緣層4、發(fā)熱層3、第一電絕緣層2、防護(hù)層I。以上各層之間可以通過(guò)導(dǎo)熱膠進(jìn)行連接，也可以采用螺栓、螺釘、銷釘、鉚釘?shù)绕渌麘T用連接方式連接。
[0028]如圖2所示，發(fā)熱層3中包含一定數(shù)量的加熱單元6，圖2中實(shí)例性地示出了兩個(gè)加熱單元6，加熱單元6為間隔布置，其中的加熱單元6之間的間隔8中可以填充與第一電絕緣層2或第二電絕緣層4相同材質(zhì)的電絕緣材料。加熱單元6采用耐高溫、電阻值大且電阻值對(duì)溫度不敏感的金屬合金，比如鎳鉻合金，加熱單元6通電時(shí)發(fā)熱以滿足飛機(jī)的防冰需求。發(fā)熱層3的上方為第一電絕緣層2，該層采用玻璃纖維或碳纖維作為絕電導(dǎo)熱材料，用于防止發(fā)熱層3中的電發(fā)熱的電流流向防護(hù)層I。發(fā)熱層3采用電發(fā)熱方式，用于產(chǎn)生熱量，并將熱量通過(guò)第一電絕緣層2傳導(dǎo)給所述防護(hù)層I，用于融化防護(hù)層I外部的結(jié)冰。發(fā)熱層3的下方為第二電絕緣層4，該層采用玻璃纖維或碳纖維作為絕電導(dǎo)熱材料，用于防止發(fā)熱層3中的電發(fā)熱的電流流向絕熱層5。第一電絕緣層2和第二電絕緣層4不僅能夠充當(dāng)加熱單元6與周圍結(jié)構(gòu)之間的電絕緣層，雷擊時(shí)還能充當(dāng)防護(hù)層I與加熱單元6之間的電絕緣層，增強(qiáng)防雷擊效果。同時(shí)，第一電絕緣層2和第二電絕緣層4還能起到支撐作用，支撐加熱單元6，提高整個(gè)電加熱防冰元件的強(qiáng)度。較優(yōu)選地，第一電絕緣層2、發(fā)熱層3、第二電絕緣層4為一體制成，可以做到三者的