專利名稱：用于斜旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及冰處理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及用于旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
雖然水處理系統(tǒng)已經(jīng)在各種固定翼飛行器上使用了多年，但是，用于諸 如直升飛機和斜旋翼飛機的旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)還沒有被公開過。 一般 地，由于重量、復(fù)雜度和/或成本的原因，直升飛機沒有裝配水保護裝置，諸 如除水和/或防水部件。另外， 一些類型的冰處理部件，諸如可充氣套管，不 適于使用在直升飛機上。大多數(shù)的直升飛機在有冰的情況下只能不進行飛 行。
對于現(xiàn)有或者已經(jīng)提出的系統(tǒng)，有效性、尺寸和重量是主要的考慮因素。 冰處理系統(tǒng)必須有效地防止冰塊堆積在主旋翼上從而允許在飛機飛行時產(chǎn) 生足夠的升力并且防止冰塊堆積在尾部旋翼上從而允許對飛行器進行正確 的方向控制。 一些考慮因素包括是否防止水的形成，諸如采用防冰系統(tǒng)，或 者使已經(jīng)形成的水脫落，諸如采用除水系統(tǒng)。但是，向冰處理系統(tǒng)供給電力 以及控制電力的輸送必須考慮各部件的尺寸和重量。每個額外的部件會占用 可用于飛行所需的其他裝置的空間，造成機艙尺寸減小或者飛行器尺寸增 加。水處理系統(tǒng)的重量也可保持在最小值，從而增大飛行器的有效載荷能力。
由于考慮重量和復(fù)雜度，所以已經(jīng)公開的用于旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)
一般使用三相交流(AC)電源。在具有三個葉片的旋翼上，三相電力的分 配得以簡化，因為一個相位可采用"Y，，載荷配置供給至每個葉片，或者兩 個相位可采用三角載荷配置進行供給，所以三相發(fā)電機上的載荷由于載荷對 稱而得以平衡。
但是，使用這種類型電源的系統(tǒng)不適用在葉片數(shù)量不是3的倍數(shù)的旋翼 中。例如，當向具有5個旋翼葉片的直升飛機供給三相電力時，采用"Y" 載荷配置的每個旋翼葉片的一個相位會導(dǎo)入載荷不平衡，因為5不是3的整 數(shù)倍，當在三角載荷配置的情況下供給兩相時，也存在相同的問題。這導(dǎo)致 AC發(fā)電機的載荷不平衡，在現(xiàn)代發(fā)電系統(tǒng)中，這種情況是不理想的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)適 用于具有任何數(shù)量葉片的旋翼。
上述目的通過設(shè)置用于旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)而實現(xiàn)，該系統(tǒng)適用于 具有任何數(shù)量葉片的旋翼。
—種用于旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)具有基于計算機的處理器，用于控制 位于飛行器的至少一個旋翼的葉片上的加熱元件的操作。由處理器控制的電
力分配器包括非附加電流變壓器，用于監(jiān)視固態(tài)AC繼電器的三相交流電 (AC)的量；AC至直流(DC)橋式整流器，用于將三相AC電力轉(zhuǎn)換為 單一電壓DC電力；以及DC切換元件，用于選擇對哪個加熱元件提供能量。 AC繼電器優(yōu)選地采用切換時產(chǎn)生低程度電磁干擾(EMI)的類型，諸如通 過過零切換。DC電力通過集電環(huán)供給至旋翼。AC電力由兩個發(fā)電機供給， 允許在發(fā)電機出現(xiàn)故障時切換供給至交流發(fā)電機的電力。AC繼電器和DC 開關(guān)提供使電流停止流向加熱元件的冗余能力。
本發(fā)明提供的冰處理系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，包括(l)復(fù)雜度降低；(2) 平衡的三相AC載荷；(3)能夠使用低成本部件；(4)低程度的EMI; (5) 緊湊的尺寸；(6)輕重量；和(7)增加的可靠性。
其他目的、特征和優(yōu)勢將在隨后的書面說明書中清楚地示出。


為了更加完整地理解本發(fā)明，包括其特征和優(yōu)勢，現(xiàn)在結(jié)合

本 發(fā)明的詳細內(nèi)容，在附圖中，類似的附圖標記表示類似的部件，其中 圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的冰處理系統(tǒng)的旋翼飛行器的透視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的冰處理系統(tǒng)的部件的示意圖； 圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的尾部旋翼防冰配電器的透視圖； 圖4是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的上部除冰配電器的透視圖； 圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的下部除水配電器的透視圖； 圖6是圖3的尾部旋翼防水配電器和關(guān)聯(lián)防冰裝置的示意圖7是圖4的下部除冰配電器、圖5的上部除冰配電器和關(guān)聯(lián)除水裝置
的示意圖8是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的交流配電系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)采用額定配 置示出；
圖9是圖8的交流配電系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)采用第一可選故障配置示 出；以及
圖IO是圖8的交流配電系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)采用第一可選故障配置 示出。
具體實施例方式
本發(fā)明公開一種用于旋翼飛行器的冰處理系統(tǒng)，具有三相交流電(AC) 發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)尤其用在具有至少一個旋翼并且葉片數(shù)不是3的倍數(shù)的飛 行器上，包括直升飛機的主旋翼和尾部旋翼以及旋翼飛行器的推進旋翼。
該系統(tǒng)結(jié)合有冰保護裝置，諸如防冰和/或除冰部件，由旋翼的葉片承載， 并且這些裝置可包括電熱加熱元件、分隔帶和/或位于葉片的選定區(qū)域中的其 他適當裝置。三相AC發(fā)電機是用于將電力供給在飛行器上使用的理想裝置， 因為與直流(DC)發(fā)電機系統(tǒng)相比，該發(fā)電機具有減小的尺寸和復(fù)雜度。 本發(fā)明的系統(tǒng)通過將AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力并且采用集電環(huán)或者類似連接 將DC電力傳導(dǎo)至旋翼來克服在旋翼具有非三的倍數(shù)的葉片的情況下使用三 相AC電力的內(nèi)在問題。
圖1示出旋翼飛行器5直升飛機ll,裝配有根據(jù)本發(fā)明的冰處理系統(tǒng)。 雖然在圖中示出直升飛機，但是應(yīng)該理解本發(fā)明的系統(tǒng)可使用在任何類型的 旋翼飛行器上，諸如斜旋翼飛行器。直升飛機ll具有機身13、具有五個轉(zhuǎn) 子葉片17的主旋翼15以及具有四個葉片21的尾部旋翼19。駕駛艙23位于 機身13的前部區(qū)域，駕駛艙23具有分別用于飛行員和副飛行員的風擋25A、 25B。
圖2示出冰處理系統(tǒng)27的部件和各部件之間連接的方向。系統(tǒng)27包括 由飛行器駕駛員通過位于駕駛艙23中的控制板(未示出)控制的兩個基于 計算機的處理器29、 31。每個處理器29、 31彼此獨立，每個處理器能夠控 制旋翼13、 17上的裝置和一個風擋25A、 25B。在優(yōu)選配置中，處理器29、 31彼此通信從而比較讀數(shù)并且用于控制系統(tǒng)27的一些或者所有部件，在處
理器29、 31其中之一出現(xiàn)故障的情況下允許對部件的冗余控制。每個處理 器29、 31通過檢測器控制器35操作連接至水檢測器33，它們協(xié)作從而向處 理器29、 31提供對結(jié)冰狀態(tài)的檢測結(jié)果和飛行過程中周圍空氣的液態(tài)水含 量的計算結(jié)果。
處理器29操作連接至尾部旋翼防冰配電器(TAD) 37,用于控制電力 分配至尾部旋翼19的葉片21中的電熱防冰裝置(未示出)。防冰裝置保持 能夠抑制冰的形成的溫度，優(yōu)選地應(yīng)用在尾部旋翼19上從而防止冰形成在 葉片21上，因為從尾部旋翼19脫落的水可能穿過主旋翼15平面并且撞擊 葉片17。 TAD37通過旋翼19上承載的集電環(huán)導(dǎo)電連接至防冰裝置。處理器 29也控制除冰裝置(未示出)，該除冰裝置提供用于飛行員風擋25A的除冰。
處理器29也通過下部除水配電器(LDD) 41連接至上部除水配電器 (UDD) 39， UDD 39和LDD 41用于控制電力分配至主旋翼15的葉片17 上的電熱除冰裝置。UDD39由主旋翼15承載，圖中的虛線示出UDD39的 安裝位置。UDD 39在主旋翼15的中心部分處安裝定位和定向，使得UDD 39 大體與旋翼15共軸。UDD 39和LDD 41通過承載在旋翼15上的集電環(huán)彼 此導(dǎo)電連4妻。
對于處理器31來說，優(yōu)選的配置是控制用于對副駕駛員風擋25B進行 除冰的除冰裝置(未示出)并且用作處理器29的監(jiān)視器和備用件。在這一 方面，處理器31監(jiān)視通過旋翼15、 19上的冰處理裝置的電流并且監(jiān)視由處 理器31指令的"開啟"和"關(guān)閉"的次#:。在優(yōu)選實施例中，處理器29自 監(jiān)視其性能并且將對系統(tǒng)27進行的控制傳遞至處理器31,如果處理器29 確定各裝置的指令操作偏離所需方式，那么將向駕駛艙23中的顯示屏發(fā)送 錯誤信息。類似地，如果處理器31確定處理器29沒有按照預(yù)定方式操作， 那么處理器31將向駕駛艙顯示器發(fā)送錯誤信息。
圖3是TAD 37的透視圖，上蓋已經(jīng)被卸下從而允許觀看TAD 37的內(nèi) 部情況。如下文更加完整地-沈明，直升飛4幾11優(yōu)選地_沒置有兩個三相AC 發(fā)電機，它們在分離的總線上提供電力。每個電力總線通過輸入連接器43 導(dǎo)電連接至一組內(nèi)部部件，每組部件設(shè)置成轉(zhuǎn)換并且切換總線其中一個的電 力。每組部件包括三個固態(tài)繼電器45 (—個繼電器對應(yīng)每個AC相位)、用 于將三相AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力的橋式整流器47以及高容量絕緣柵雙極晶 體管(IGBT) 49或者類似開關(guān)，用于對整流器47的DC電力輸出提供冗余
切換。DC電力然后通過輸出連接器51從TAD37輸出。在優(yōu)選實施例中， 每個總線僅向采用額定配置的四葉片尾部旋翼的一對相對葉片提供電力，但 是更多或更少的葉片可連接至總線。為了最小化電磁干擾(EMI)的排放并 且減小系統(tǒng)27的各部件上的應(yīng)力，繼電器45優(yōu)選地采用結(jié)合有過零切換 (zero-cross switching )的類型，使得繼電器45僅在電力波形跨過零時切換， 表示沒有電流流動。繼電器45和IGBT49的切換由處理器29、 31進行控制。 整流器47優(yōu)選地不具有電壓落差，而電壓落差將需要重型的變壓器，導(dǎo)致 整流器47的重量增加。散熱片53位于TAD37的底盤上，用于消散來自于 內(nèi)部部件的熱量。
現(xiàn)在參照圖4， UDD39具有五個葉片連接器55，每個連接器55用于操 作地將UDD 39連接至旋翼15的一個葉片17。如下文所述，UDD 39包括 高容量IGBT (未示出)，每個IGBT構(gòu)造成同時轉(zhuǎn)換用于所有葉片的相同加 熱區(qū)。因此，UDD39包含的IGBT數(shù)量與單一葉片17上的加熱區(qū)數(shù)量相同。 例如，如果在每個葉片17上具有八個加熱區(qū)，那么將在UDD 39中存在八 個IGBT。優(yōu)選地，加熱區(qū)被分為一組臨界區(qū)和一組非臨界區(qū)，每組名義上 連接至總線之一。如下文所述，優(yōu)選實施例允許在需要時僅選擇性地操作臨 界區(qū)，諸如當使用有限量的電力操作加熱元件時。IGBT的切換通過處理器 29或處理器31控制。
UDD39,如圖所示構(gòu)造成用于具有五個葉片17的旋翼15，在平面圖中 具有五角形狀，葉片連接器55位于UDD39的每側(cè)上。但是，UDD39的形 狀可能由于旋翼葉片的數(shù)量不同而不同。例如，用于四葉片旋翼的UDD可 能具有平面圖中的方形，葉片連接器位于UDD的每側(cè)上。
圖5是LDD41的透^L圖，上蓋已經(jīng)移去以允許觀看LDD 41的內(nèi)部。 LDD41,類似于TAD37，包括兩組內(nèi)部部件，每個電總線通過輸入連接器 57導(dǎo)電連接至內(nèi)部部件組其中 一個，每組內(nèi)部部件構(gòu)造成轉(zhuǎn)換和切換總線其 中一個的電力。每組部件包括三個固態(tài)繼電器59, —個繼電器對應(yīng)于每個相 位，以及橋式整流器61 (優(yōu)選地不具有電壓落差)，用于將三相AC電力轉(zhuǎn) 換為DC電力。DC電力然后通過輸出連接器63從LDD41輸出，這些連接 器通過旋翼15上的集電環(huán)導(dǎo)電連接至UDD 39。為了最小化EMI和系統(tǒng)27 各部件上的應(yīng)力，繼電器59優(yōu)選地采用過零切換的類型。繼電器59的切換 通過處理器29或處理器31控制。散熱片65位于LDD 41的底盤上，用于
消散來自于內(nèi)部部件的熱量。
圖6是TAD37中的部件以及它們與尾部旋翼19的葉片21中的防冰裝 置的連^f妻的示意圖。圖6示出AC總線1和AC總線2，每個總線包括分別 對應(yīng)于三個相位A、 B和C的每個的導(dǎo)線67、 69和71。每個總線導(dǎo)電連接 至直升飛機11的AC發(fā)電系統(tǒng)(未示出)，每個總線名義上連接至一對AC 發(fā)電機其中之一。如上所述，每個總線通過固態(tài)繼電器45在TAD37中分離 地連接至橋式整流器49。每個繼電器45能夠通過導(dǎo)線67、 69和71其中之 一切換電流。從每個整流器47中流出和返回的DC電力輸出在尾部旋翼19 中分別通過導(dǎo)線73、 75輸送，導(dǎo)線73、 75通過集電環(huán)77連接至導(dǎo)線79、 81。導(dǎo)線79、 81導(dǎo)電耦合至加熱元件83、 85，每個加熱元件位于旋翼19 的一個葉片21中。對繼電器45進行切換可控制流入加熱元件83、 85的電 力流動，通過使用TAD 37中的每個導(dǎo)線75上的IGBT 49提供冗余切換。電 流變壓器87對流過每個導(dǎo)線67、 69和71的電流量進行測量， 一組變壓器 87相應(yīng)于連接至一個處理器29、 31的總線，另一組相應(yīng)于連接至另一處理 器29、 31的總線。這一配置提供對流過每個總線的導(dǎo)線67、 69、 71的電流 的非附加(non-parasitic )、獨立的測量并且允許兩個處理器29、 31確定電流 是否處于規(guī)定限度內(nèi)。因為IGBT49位于TAD37中，所以集電環(huán)77只需要 相應(yīng)于每個總線的兩個高電力連接，每個高電力連接用于連接每對關(guān)聯(lián)導(dǎo) 線，即導(dǎo)線73至導(dǎo)線79以及導(dǎo)線75至導(dǎo)線81。
在操作中，三相AC電力通過AC總線1和AC總線2供給，每個導(dǎo)線 67、 69、 71承載一個相位。當需要加熱元件83、 85進行操作時，控制處理 器29、 31首先指令I(lǐng)GBT49切換至"開啟"，以允許電流通過IGBT 49。這 優(yōu)選地通過向每個IGBT49的光隔離器(未示出)發(fā)送指令信號，每個隔離 器致使關(guān)聯(lián)IGBT49進行切換?？刂铺幚砥?9、 31然后指令繼電器45切換 至"開啟"，以允許電流流過繼電器45。通過采用這種順序控制這一切換， 可獲得低的EMI和排放，因為固態(tài)繼電器僅在三相AC正弦波過零時切換開 啟和切換關(guān)閉。過零切換也最小化集電環(huán)77上的以及AC發(fā)電機上的應(yīng)力。
當繼電器45和IGBT 49切換"開啟"時，AC電流—皮允許流過每個整流 器47。 DC輸出電力從整流器47流入導(dǎo)線73，通過集電環(huán)77，并且通過導(dǎo) 線79流入加熱元件83、 85。 DC電力通過導(dǎo)線81、 IGBT 49、集電環(huán)77和 導(dǎo)線75返回至整流器47。在操作期間，處理器29、 31監(jiān)視電流變壓器87
的輸出從而檢測流過導(dǎo)線67、 69、 71的電流的期待值的任何偏差，如果出 現(xiàn)偏差，則系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障?？刂铺幚砥?9、 31通過首先指令繼電器45 切換"關(guān)閉"而使電流停止流至加熱元件83、 85,然后指令關(guān)聯(lián)總線的IGBT 49切換"關(guān)閉，'?？蛇x擇地，承載在旋翼19的葉片21上的可選溫度傳感器 (未示出)的輸出可由控制處理器29、 31使用，從而切換用于保持旋翼19 的被加熱部分的所需溫度的裝置。
圖7是LDD 41和UDD 39中的部件和它們與主旋翼15的葉片17中的 防冰裝置的連接的示意圖。圖7示出AC總線1和AC總線2，每個總線包 括分別相應(yīng)于三個相位A、 B和C的導(dǎo)線89、 91、 93。每個總線導(dǎo)電連接 至直升飛機ll的AC發(fā)電系統(tǒng)(未示出)，每個總線名義上連接至AC發(fā)電 機對中的一個。如上所述，每個總線在LDD41中分離地連接從而通過固態(tài) 繼電器59連接至橋式整流器61。每個繼電器59能夠通過導(dǎo)線89、 91、 93 其中之一切換電流。來自于每個整流器61和返回至每個整流器61的DC電 力輸出通過導(dǎo)線95、 97傳送，導(dǎo)線95、 97通過集電環(huán)99分別連接至主旋 翼15中的導(dǎo)線101、 103。導(dǎo)線101、 103導(dǎo)電耦合至加熱元件105、 107、 109、 111、 113，每個加熱元位于旋翼19的一個葉片17中。每組加熱元件 105、 107、 109、 111、 113包括加熱區(qū)，每個總線連接至多個獨立切換的區(qū) 域。在優(yōu)選配置中，AC總線導(dǎo)電連接至非臨界加熱區(qū)，AC總線2連接至臨 界加熱區(qū)。在總線其間的這一區(qū)域劃分提供了當AC電力的供給低于所需值 時操作臨界區(qū)的選擇。
繼電器59的切換控制流向加熱元件105、 107、 109、 111、 113的電力， 通過使用UDD 39中的每個導(dǎo)線103上的IGBT 115設(shè)置冗余切換。電流變 壓器117提供對流過每個導(dǎo)線89、 91、 93的電流量的測量，相應(yīng)于總線的 一組變壓器117連接至一個處理器29、 31，相應(yīng)于總線的另一組變壓器連接 至其他處理器29、 31。這配置允許對流過每個總線的導(dǎo)線89、 91、 93的電 流進行非附加的獨立的測量，并且允許兩個處理器29、 31確定電流是否處 于夫見定界限內(nèi)。導(dǎo)線119、 121分別導(dǎo)電連接至導(dǎo)線101、 103，并且將DC 電力傳導(dǎo)至連接至對應(yīng)總線的額外加熱區(qū)。每個額外區(qū)具有IGBT 115,用于 對關(guān)聯(lián)加熱區(qū)提供切換控制。
在操作中，三相AC電力通過AC總線1和AC總線2供給，每個導(dǎo)線 89、 91、 93傳送一個相位。當需要相應(yīng)于特定區(qū)域才喿作加熱元件105、 107、109、 111、 113時，控制處理器29、 31首先指令相應(yīng)于該區(qū)域的IGBT 115 切換"開啟"，以允許電流流過IGBT 115。如同在TAD37中所述，這優(yōu)選 地通過將指令信號發(fā)送至每個IGBT 115的光隔離器(未示出)來完成，每 個隔離器位于LDD41中并且使關(guān)聯(lián)IGBT 115進行切換?？刂铺幚砥?9、 31然后指令繼電器59切換"開啟"，以允許電流流過繼電器59。這一切換 順序得到低的EMI和排放并且最小化集電環(huán)99上和AC發(fā)電機上的應(yīng)力。
集電環(huán)99需要兩個高電力連接/總線， 一 個高電力連接用于連接每對關(guān) 聯(lián)導(dǎo)線，即導(dǎo)線95至導(dǎo)線101以及導(dǎo)線97至導(dǎo)線103。因為IGBT 115位于 通過集電環(huán)99而與LDD41分離的UDD39中，所以每個隔離器的切換關(guān)聯(lián) IGBT115的信號必須通過集電環(huán)99傳導(dǎo)。但是，在旋翼15中使用共同地線 意味著每個區(qū)只需要一個集電環(huán)連接(未示出)以將控制處理器29、 31的 指令傳送至每個IGBT115的隔離器。
當繼電器59和選定IGBT 115切換"開啟"時，允許AC電流流過每個 整流器61。 DC輸出電力流入導(dǎo)線95,通過集電環(huán)99并且通過導(dǎo)線101流 入加熱元件105、 107、 109、 111、 113。 DC電力通過導(dǎo)線103、 IGBT 15、 集電環(huán)99和導(dǎo)線97返回至整流器61。在操作期間，處理器29、 31監(jiān)視電 流變壓器117的輸出從而檢測流過導(dǎo)線89、 91、 93的電流的期待值的任何 偏差，如果出現(xiàn)偏差，則系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障?？刂铺幚砥?9、 31通過首先 指令繼電器59切換"關(guān)閉"而使電流停止流至加熱元件105、 107、 109、 111、 113，然后指令關(guān)聯(lián)總線上的相應(yīng)于該區(qū)的IGBT115切換"關(guān)閉"。
現(xiàn)在參照圖8至10,對AC電力分配系統(tǒng)進行切換示出為額定配置和兩 個故障配置。圖8示出AC系統(tǒng)的額定配置，其中的高輸出發(fā)電機123通過 導(dǎo)線125和開關(guān)127連接至導(dǎo)線129。在所示實施例中，AC總線1導(dǎo)電連 接至尾部旋翼19的兩個葉片21上以及飛行員風擋25A上的冰保護裝置。另 外，AC總線1通過卸載開關(guān)131導(dǎo)電連接至旋翼15的非臨界加熱區(qū)上的冰 保護裝置，副飛行員風擋25B，和包括一個冰檢測器33和一個控制器35的 一個冰檢測器組。當開關(guān)127處于所示位置時，電力可僅從發(fā)電機123通過 導(dǎo)線125流至AC總線1。
低輸出發(fā)電機133通過導(dǎo)線135和開關(guān)137連接至導(dǎo)線139。在所示實 施例中，AC總線2導(dǎo)電連接至尾部旋翼19的其他兩個葉片21上和旋翼15 的臨界加熱區(qū)域上的冰保護裝置。另外，AC總線2導(dǎo)電連接至水檢測器33
和控制器35的其他組水;險測器組。采用所示位置處的開關(guān)137，電力可僅從 發(fā)電機133通過導(dǎo)線135流至AC總線2。
圖9示出低輸出發(fā)電機133已經(jīng)出現(xiàn)故障的故障配置，需要電力從高輸 出發(fā)電機123供給至AC總線2。當發(fā)電機133出現(xiàn)故障時，開關(guān)137接受 指令移動切斷與導(dǎo)線135的連接并且切換至與導(dǎo)線141連接，該導(dǎo)線導(dǎo)電連 接至發(fā)電機123。該配置允許發(fā)電機123的電力流至兩個總線，將電力提供 給連接至AC總線1的冰保護裝置。這尤其是重要的，因為臨界旋翼區(qū)直接 連接至AC總線2，并且它們不接收電力直到開關(guān)137移動至與導(dǎo)線141連 接。為了減小發(fā)電機123上的電載荷，選定的非臨界冰保護裝置可關(guān)閉或循 環(huán)。在所示實施例中，開關(guān)131保持"開啟"，但是副飛行員風擋25B上的 裝置被關(guān)閉。
圖10示出高輸出發(fā)電機123已經(jīng)出現(xiàn)故障的故障配置，需要電力從低 輸出發(fā)電機133供給至AC總線1。當發(fā)電機123出現(xiàn)故障時，開關(guān)127接 受指令移動切斷與導(dǎo)線125的連接并且切換至與導(dǎo)線143連接，該導(dǎo)線導(dǎo)電 連接至發(fā)電機133。該配置允許發(fā)電機133的電力流至兩個總線，將電力提 供給連接至AC總線1的冰保護裝置。這尤其是重要的，因為用于飛行員風 擋25A的裝置直接連接至AC總線1,并且它們不接收電力直到開關(guān)127移 動至與導(dǎo)線143連接。為了減小發(fā)電機133上的電載荷，卸載開關(guān)131 "關(guān) 閉"，斷開非臨界裝置與AC電力系統(tǒng)的連接。另外，可關(guān)閉或者循環(huán)選定 的水保護裝置。在所示實施例中，尾部旋翼裝置^f皮選擇性地提供動力從而減 小發(fā)電機133上的載荷。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。該系統(tǒng)非常緊湊、成本低并且重量 很輕。不需要笨重的變壓器，不需要改進標準的三相AC發(fā)電機。不需要 DC發(fā)電機并且最小化用于該應(yīng)用的所需線材規(guī)格。另外，其他優(yōu)勢包括減 小的復(fù)雜度、平衡的三相載荷、在低EMI水平下進行部件的切換，并且增 加可靠性。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照所示實施例進行說明，但是該說明并不意在局限本 發(fā)明。在參照說明書的情況下本領(lǐng)域技術(shù)人員可得到本發(fā)明的各種改進和其 他實施例。
權(quán)利要求
1、一種用于具有至少一個旋翼的飛行器的冰處理系統(tǒng)，每個旋翼具有多個葉片，該系統(tǒng)包括用于供給AC電力的交流(AC)電源，該AC電源適于由飛行器承載，并且遠離該旋翼；用于將AC電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力的轉(zhuǎn)換器；以及由旋翼承載并且使用DC電力進行操作的至少一個冰保護裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰處理系統(tǒng)，還包括 用于控制AC電力流向轉(zhuǎn)換器的AC開關(guān)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的冰處理系統(tǒng)，其中，AC開關(guān)是固態(tài)繼電器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰處理系統(tǒng)，還包括 用于控制DC電力流向至少一個冰保護裝置的DC開關(guān)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冰處理系統(tǒng)，其中，DC開關(guān)是絕緣柵雙極晶 體管。
6、 4艮據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理系統(tǒng)，還包括用于控制AC電力流向轉(zhuǎn)換器的AC開關(guān)，該AC開關(guān)遠離旋翼定位；以及用于控制DC電力流向至少一個冰保護裝置的DC開關(guān)，該DC開關(guān)位 于旋翼上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰處理系統(tǒng)，還包括 用于將DC電力從轉(zhuǎn)換器傳導(dǎo)入旋翼的集電環(huán)連接器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)換器是橋式整流器。
9、 一種飛行器，包括 至少一個旋翼，每個旋翼具有多個葉片；用于供給AC電力的交流(AC)電源，該AC電源遠離旋翼定位； 用于將AC電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力的轉(zhuǎn)換器；以及 由旋翼承載并且使用DC電力操作的至少一個冰保護裝置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器，還包括 用于控制AC電力流向轉(zhuǎn)換器的AC開關(guān)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的飛行器，其中，AC開關(guān)是固態(tài)繼電器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器，還包括 用于控制DC電力流向至少一個冰保護裝置的DC開關(guān)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的飛行器，其中，DC開關(guān)是絕緣柵雙極晶體管。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器，還包括用于控制AC電力流向轉(zhuǎn)換器的AC開關(guān)，該AC開關(guān)遠離旋翼定位；以及用于控制DC電力流向至少一個冰保護裝置的DC開關(guān)，該DC開關(guān)位 于旋翼上。
15、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器，還包括 用于將DC電力從轉(zhuǎn)換器傳導(dǎo)入旋翼的集電環(huán)連接器。
16、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的冰處理系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)換器是橋式整流器。
17、 一種操作飛行器旋翼上的冰保護裝置的方法，該方法包括 將交流(AC)電力供給至轉(zhuǎn)換器；將AC電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力；以及將DC電力供給至位于旋翼上的至少一個冰保護裝置。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括 使用AC開關(guān)控制AC電力流向轉(zhuǎn)換器。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括使用DC開關(guān)控制DC電力流向至少一個冰保護裝置。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，供給AC電力的步驟包括從 至少兩個獨立AC源其中一個供給AC電力。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括 選擇性地切換至AC電力源中的另 一個。
全文摘要
一種冰處理系統(tǒng)構(gòu)造用于具有至少一個旋翼(11)的飛行器的，每個旋翼具有多個葉片。該系統(tǒng)包括用于供給AC電力的交流(AC)電源(13)，該AC電源適于由飛行器承載，遠離該旋翼(11)。轉(zhuǎn)換器將AC電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力。至少一個冰保護裝置由旋翼承載并且使用DC電力進行操作。
文檔編號H05B1/02GK101176383SQ200580049794
公開日2008年5月7日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者加里·S·弗羅曼 申請人:貝爾直升機泰克斯特龍公司