【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于飛行器表面防除冰的裝置及方法，涉及介質(zhì)阻擋放電和電暈放電，具體涉及一種表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置和方法。
技術(shù)介紹
1、飛機在結(jié)冰氣象條件下飛行時，云層中的過冷水滴會撞擊到飛機部件迎風(fēng)表面而迅速結(jié)冰，而飛行器關(guān)鍵部件結(jié)冰會嚴(yán)重影響飛行器的操縱性、穩(wěn)定性及安全性。例如，機翼和尾翼前緣結(jié)冰會破壞氣動外形，使升力降低，阻力增加，嚴(yán)重影響氣動性能；發(fā)動機唇口結(jié)冰會使發(fā)動機效率降低，推力降低，嚴(yán)重時會破壞發(fā)動機葉片導(dǎo)致其停止工作；風(fēng)擋玻璃結(jié)冰會降低其清晰度，在飛行時造成一定的安全隱患；儀表傳感器(如速度傳感器)結(jié)冰會使設(shè)備失靈或數(shù)據(jù)失真，誤導(dǎo)飛行員的駕駛，嚴(yán)重時導(dǎo)致飛機墜落。因此，飛機易結(jié)冰部位必須進行防除冰，提高飛行器的安全性能。
2、目前主要的防除冰方式有熱力除冰系統(tǒng)、機械除冰系統(tǒng)和超疏水材料防除冰系統(tǒng)等。熱力除冰系統(tǒng)按照熱源來源可分為電熱防除冰系統(tǒng)以及氣熱防除冰系統(tǒng)，電熱防除冰系統(tǒng)可靠性高，易于實現(xiàn)，但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜重量大、加熱速率小、能量利用率低；氣動防冰技術(shù)原理簡單，工作可靠，但其從發(fā)動機或輔助發(fā)動機引氣會影響發(fā)動機性能，有較大的熱慣性，響應(yīng)較慢，且能量利用率低；超疏水材料可降低冰層與表面的附著力、延緩液滴結(jié)冰等，但其制備工藝復(fù)雜、制作成本高，在低溫高濕環(huán)境會面臨憎水性喪失、耐久性較差等問題，可靠性不高。目前，等離子體防除冰技術(shù)迅速發(fā)展，等離子體防除冰技術(shù)作為一種主動防除冰技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快、頻帶寬、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，但是常見的介質(zhì)阻擋放電等離子體除冰能耗大，效率低，制約了其技術(shù)應(yīng)
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)提供一種表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，包括包括裸露電極1、掩蓋電極2、絕緣層3、電暈放電陰極4、電暈放電陽極5，其中，
2、在長方體薄金屬板的電暈放電陰極4上添加第一絕緣層31，第一絕緣層31為薄長方體結(jié)構(gòu)，其在水平面上的投影與電暈放電陰極4在水平面上的投影重合；
3、在第一絕緣層31上表面均勻排布介質(zhì)阻擋放電掩蓋電極2，作為介質(zhì)阻擋放電陰極；
4、在掩蓋電極2上表面添加第二層絕緣層32，第二絕緣層32與第一絕緣層31完全相同，其在水平面上的投影與電暈放電陰極4在水平面上的投影重合；
5、在第二絕緣層32上表面與掩蓋電極2邊緣對應(yīng)位置放置介質(zhì)阻擋放電裸露電極1作為介質(zhì)阻擋放電陽極，掩蓋電極2與裸露電極1邊緣重合，裸露電極1在水平面上的投影不與掩蓋電極2在水平面上的投影有重合；
6、裸露電極1與掩蓋電極2均為波浪形電極；裸露電極1與掩蓋電極2的排列為12-n*212-21的形式，n為正整數(shù)，其中“1”代表一條裸露電極1，“2”代表一條掩蓋電極2，除了兩端的特殊排列，中間為n組“121排列”；將裸露電極1與掩蓋電極2依間隔分組，除最外側(cè)兩組之外，每組電極自左向右依次為形狀完全相同的三個電極：第一掩蓋電極2、裸露電極1、第二掩蓋電極2，三個電極沿其彎曲走向左右邊緣緊鄰，第一掩蓋電極2右邊緣與裸露電極1左邊緣在水平面上的投影重合，裸露電極1右邊緣與第二掩蓋電極2左邊緣在水平面上的投影重合；最外側(cè)兩組電極為：最左側(cè)自左向右包括裸露電極1、掩蓋電極2，裸露電極1右邊緣與掩蓋電極2左邊緣在水平面上的投影重合；最右側(cè)自左向右包括掩蓋電極2、裸露電極1，掩蓋電極2右邊緣與裸露電極1左邊緣在水平面上的投影重合；
7、在左右相鄰的掩蓋電極2距離最近處中間位置、二者之間的中間位置打一對圓柱形斜通孔，圓柱形斜通孔穿透第二絕緣層32、第一絕緣層31、電暈放電陰極4；因此電暈放電陰極4帶有圓柱形斜通孔；這一對近距離的且傾斜方向不同的圓柱形斜通孔為一組，圓柱形斜通孔圓心位于兩個相對裸露電極1的距離最近處連線的中垂線上，且一對圓柱形斜通孔上表面圓心關(guān)于該連線對稱；每對圓柱形斜通孔傾斜的角度關(guān)于過所述中垂線垂直于第一絕緣層31的平面對稱；
8、在電暈放電陰極4每個通孔下固定布置一個圓柱形電暈放電陽極5，電暈放電陰極4與圓柱形電暈放電陽極5中間具有隔空間距；電暈放電陰極4固定在機身需要防除冰區(qū)域表面，并與該表面保持齊平，電暈放電陰極4通過埋藏在機身蒙皮內(nèi)部的引線相連，圓柱形電暈放電陽極5固定在機身內(nèi)部，并與除電暈放電陰極4的機身其他部件做電絕緣；
9、表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置自下而上包括電暈放電陽極5、電暈放電陰極4、第一絕緣層31、掩蓋電極2、第二絕緣層32、裸露電極1的六層結(jié)構(gòu)；裸露電極1、掩蓋電極2和電暈放電陰極4在水平面上的投影不超過絕緣層在水平面上的投影邊緣；
10、裸露電極1是介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器的高壓電極；裸露電極1呈格柵狀分布，整體呈波浪形，根據(jù)防除冰區(qū)域合理排布格柵的間距；裸露電極1包括在第二絕緣層32上沿寬度方向排布的多個波浪形電極，相鄰的兩個裸露電極1凸出處對凸出處，凹進處對凹進處，相鄰的2個裸露電極1凸出處與凸出處之間的間距、凹進處與凹進處之間的間距均相等；裸露電極1的長度根據(jù)需求選擇；裸露電極1貼在第二絕緣層32的上表面，裸露電極1在水平面上的投影不超過絕緣層在水平面上的投影邊緣；
11、掩蓋電極2是介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器的低壓電極；掩蓋電極2呈格柵狀分布，整體呈波浪形，與裸露電極1對應(yīng)在相應(yīng)位置放置，二者在水平投影上波浪形邊緣重合，裸露電極1在水平面上的投影不與掩蓋電極2在水平面上的投影有重合；根據(jù)防除冰區(qū)域合理排布格柵的間距；掩蓋電極2包括沿第一絕緣層31上寬度方向排布的多個波浪形電極；相鄰的兩個裸露電極1凸出處對凸出處，凹進處對凹進處；相鄰的2個掩蓋電極2凸出處與凸出處之間的間距、凹進處與凹進處之間的間距，均相等；掩蓋電極2貼在第一絕緣層31與第二絕緣層32之間，掩蓋電極2在水平面上的投影不超過絕緣層在水平面上的投影邊緣；
12、電暈放電陰極4為薄長方體形狀，其上表面自上而下開有多個圓柱形斜通孔，每兩個相鄰的圓柱形斜通孔為一組，縱向看，奇數(shù)行圓柱形斜微孔的傾斜方向及傾斜角度相同，它們的軸線相互平行且在與電暈放電陰極4正面相垂直的同一橫向豎直平面內(nèi)；偶數(shù)行圓柱形斜微孔的傾斜角度與傾斜角度相同，奇數(shù)行圓柱形斜微孔的傾斜方向與偶數(shù)行的傾斜方向關(guān)于電暈放電陰極4正面相垂直的縱向豎直平面對稱；
13、電暈放電陽極5與圓柱形斜通孔下表面圓同軸心，每個電暈放電陽極5分別對應(yīng)電暈放電腔體板上的圓柱形通孔。
14、在本專利技術(shù)的一個實施例中，裸露電極1寬度為1mm-10mm；厚度為0.06mm-0.2mm；掩蓋電極2寬度為1mm-10mm；厚度為0.06mm-0.2mm。
15、在本專利技術(shù)的一個具體實施例中，
16、相鄰的兩個裸露電極1的凸出處最近距離為7mm；裸露電極1材料為銅箔，裸露電極1寬度為2mm；厚度為0.08mm；
17、相鄰的兩個掩蓋電極2的凸出處最近距離為5mm；掩蓋電極2材料為銅箔，掩蓋電極2寬度為2mm；厚度為0.08mm；...
【技術(shù)保護點】
1.一種表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，該裝置包括包括裸露電極(1)、掩蓋電極(2)、絕緣層(3)、電暈放電陰極(4)、電暈放電陽極(5)，其中，
2.如權(quán)利要求1所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，裸露電極(1)寬度為1mm-10mm；厚度為0.06mm-0.2mm；掩蓋電極(2)寬度為1mm-10mm；厚度為0.06mm-0.2mm。
3.如權(quán)利要求2所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，
4.如權(quán)利要求3所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，共有14個圓柱形通孔。
5.如權(quán)利要求1所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，第一絕緣層(31)和第二絕緣層(32)均由耐高溫復(fù)合材料制成。
6.如權(quán)利要求5所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，第一絕緣層(31)和第二絕緣層(32)均采用3層及以上聚酰亞胺膠帶粘接而成。
7.如權(quán)利要求1所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，該裝置電連接如
8.如權(quán)利要求7所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，
9.一種表面對流傳熱增強型等離子體防除冰方法，其基于如權(quán)利要求1至8任一項所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，具體如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，該裝置包括包括裸露電極(1)、掩蓋電極(2)、絕緣層(3)、電暈放電陰極(4)、電暈放電陽極(5)，其中，
2.如權(quán)利要求1所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，裸露電極(1)寬度為1mm-10mm；厚度為0.06mm-0.2mm；掩蓋電極(2)寬度為1mm-10mm；厚度為0.06mm-0.2mm。
3.如權(quán)利要求2所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，
4.如權(quán)利要求3所述的表面對流傳熱增強型等離子體防除冰裝置，其特征在于，共有14個圓柱形通孔。
5.如權(quán)利要求1所述的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁華，蘇志，劉洪睿，魏彪，宗豪華，吳云，楊鶴森，張家俊，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍空軍工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。