DE102008051558A1 - Aircraft's structural component i.e. front edge servo tab of wing, has radiation sensor detecting sensor values based on heat radiation, and sensor value-processing device determining temperatures value from sensor values - Google Patents

Abstract

The component (1) has a temperature measurement device including a pyrometer (10) e.g. thermography camera, arranged at a bearing (3) of the component. The pyrometer is aligned on a surface of a shell part (5). A lens device is arranged between the shell part and the pyrometer for focusing heat radiation emitted from the shell part surface. A radiation sensor detects sensor values based on the heat radiation. A sensor value-processing device determines temperature values from the detected sensor values.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle einer Enteisungsvorrichtung an einem Strukturbauteil eines Flugzeugs. Das Strukturbauteil kann insbesondere ein der Strömung ausgesetztes Strukturbauteil eines Flugzeugs und z. B. die Vorderkante eines Flügels, eines Leitwerks oder einer Vorderkantenklappe eines Flügels sein.The The invention relates to an apparatus and a method of control a deicing device on a structural component of an aircraft. The structural component can in particular be exposed to the flow Structural component of an aircraft and z. B. the leading edge of a Wing, a tail or a leading edge flap to be a grand piano.

Aus dem Stand der Technik ist zur Enteisung der Vorderkanten der Flügel eines Flugzeugs bekannt, in den Bereich innerhalb der Vorderkanten Leitungen einzubauen, die mit von einer Triebwerks-Brennkammer entnommener heißer Bleedair durchströmt werden, um die Verhinderung oder Reduktion von Vereisungen an der Bauteilaußenseite zu erreichen. Zur Kontrolle einer derartigen Enteisungsvorrichtung an einem Strukturbauteil eines Flugzeugs ist aufwendig und nur indirekt durch Messung der Temperatur der die Leitungen durchströmenden Bleedair möglich.Out The prior art is for deicing the leading edges of the wings of an aircraft known in the area within the leading edges To install lines with those taken from an engine combustion chamber be flowed through the hot bleed air to prevent or reduction of icing on the outside of the component to reach. To control such a deicing device on a structural component of an aircraft is complicated and only indirectly by measuring the temperature of the lines flowing through the lines Bleedair possible.

Aus dem Stand der Technik und z. B. aus der US 7,202,321 B2 ist bekannt, zur Verhinderung der Eisbildung an Außenflächen von Strukturbauteilen eines Flugzeugs mit einem Polymer zu beschichten.From the prior art and z. B. from the US Pat. No. 7,202,321 B2 It is known to coat with a polymer to prevent the formation of ice on the outer surfaces of structural components of an aircraft.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle einer Enteisungsvorrichtung an einem Strukturbauteil eines Flugzeugs bereitzustellen, mit der bzw. mit dem effizient und sicher der Enteisungszustand an dem Strukturbauteil ermittelt werden kann.task The invention is an apparatus and a method of control a deicing device to provide a structural component of an aircraft, with or with the efficient and safe the de-icing state can be determined on the structural component.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.These Task is with the features of the independent claims solved. Other embodiments are in the indicated in these dependent subclaims.

Erfindungsgemäß wird ein Pyrometer zur Messung der Temperatur an einem Bereich des Strukturbauteils verwendet. Dabei ist insbesondere ein Strukturbauteil eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung zur Ermittlung der Temperatur eines Bereichs des Strukturbauteils vorgesehen, wobei das Strukturbauteil ein Schalenteil mit einer umströmten Außenfläche und einem inneren Bereich und ein Trägerbauteil aufweist. Die Temperatur-Messvorrichtung weist insbesondere auf:

• • ein an einem Trägerbauteil des Strukturbauteils angeordnetes Pyrometer, auf einen Bereich an der dem Pyrometer zugewandten Oberfläche des Schalenteils gerichtet ist, und die eine Linsenvorrichtung, die zwischen dem Schalenteil und dem Pyrometer zur Fokussierung der von der dem Pyrometer zugewandten Oberfläche des Schalenteils angegebenen Wärmestrahlung vorgesehen ist, und einen Strahlungssensor zur Erzeugung von Sensorwerten aufgrund der Wärmestrahlung aufweist,
• • eine Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung, die aus den von dem Strahlungssensor erfassten Sensorwerten Temperaturwerte ermittelt.

According to the invention, a pyrometer is used for measuring the temperature at a region of the structural component. In this case, in particular, a structural component of an aircraft is provided with a temperature-measuring device for determining the temperature of a region of the structural component, wherein the structural component has a shell part with a peripheral outer surface and an inner region and a carrier component. The temperature measuring device has in particular:

• A pyrometer arranged on a support component of the structural component, directed onto an area on the surface of the shell part facing the pyrometer, and a lens device provided between the shell part and the pyrometer for focusing the heat radiation indicated by the pyrometer facing surface of the shell part is, and has a radiation sensor for generating sensor values due to the heat radiation,
• A sensor value processing device which determines temperature values from the sensor values detected by the radiation sensor.

Dabei kann die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung eine Vergleichsfunktion aufweisen, die Temperaturwerte mit zumindest einem Vergleichswert, der einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil (5) entspricht, vergleicht und einen Signalwert an eine Systemfunktion sendet, wenn der Grenzwert erreicht oder überschritten wird.In this case, the sensor value processing device may have a comparison function, the temperature values with at least one comparison value, the probability of ice formation on the shell part (FIG. 5 ), compares and sends a signal value to a system function when the limit is reached or exceeded.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass am Schalenteil eine Heizvorrichtung zur Verhinderung einer Eisbildung an dem Schalenteil angeordnet ist und die Systemfunktion derart gestaltet ist, dass diese die Heizvorrichtung einschaltet, wenn der einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil entsprechende Grenzwert überschritten wird. Dabei kann die Heizvorrichtung derart gestaltet sein, dass diese verschiedene Heizstufen erzeugen kann, und die Systemfunktion derart ausgeführt ist, dass das Warnsignal bei dem Vorliegen der höchsten Heizstufe, bei der die maximale Wärmeleistung erzeugt wird, und dem gleichzeitigen Überschreiten des einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil entsprechende Grenzwerts erzeugt wird.To A further embodiment of the invention can be provided be that on the shell part, a heater for preventing an ice formation is arranged on the shell part and the system function is designed such that it turns on the heater, if the probability of ice formation on the shell part corresponding limit is exceeded. It can the heater be designed so that these different Heat levels can generate, and executed the system function such is that the warning signal in the presence of the highest Heating level at which the maximum heat output is generated, and the simultaneous exceeding of a probability an ice formation on the shell part generates corresponding limit value becomes.

Die erfindungsgemäße Kombination aus einem Strukturbauteil und einer Temperatur-Messvorrichtung kann derart gestaltet sein, dass an einer Oberfläche des Schalenteils (5) zumindest eine Heizschicht angeordnet ist, die durch eine Energieversorgungs-Vorrichtung zur Verhinderung von Eisbildung erwärmt werden kann.The combination of a structural component and a temperature measuring device according to the invention can be designed such that on a surface of the shell part (FIG. 5 ) is arranged at least one heating layer, which can be heated by a power supply device for preventing ice formation.

Der Temperatur-Messvorrichtung kann eine Regelfunktion zur Regelung der Temperatur des von dem Pyrometer (10) erfassten Bereichs des Schalenteils (5) zugeordnet sein, die mit der Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung funktional verbunden ist und von dieser die Temperaturwerte als Eingangsgröße empfängt, die aus Sensorwerten des Pyrometers ermittelt wurden, wobei die Regelfunktion auf der Basis einer Soll-Temperatur des von dem Pyrometer erfassten Bereichs des Schalenteils Kommandosignale an die Energieversorgungs-Vorrichtung erzeugt.The temperature measuring device may have a regulating function for regulating the temperature of the pyrometer ( 10 ) detected area of the shell part ( 5 ) which is operatively connected to the sensor value processing device and receives therefrom as input the temperature values determined from sensor values of the pyrometer, the control function command signals based on a target temperature of the region of the shell part detected by the pyrometer generates the power supply device.

Erfindungsgemäß kann das Pyrometer derart an dem Träger-Bauteil angebracht sein, dass die Lage und/oder die Position des Pyrometers einstellbar ist.According to the invention the pyrometer is mounted on the carrier component in such a way that the position and / or the position of the pyrometer is adjustable.

Vorteile bei dem Einsatz eines Pyrometers ergeben sich insbesondere dadurch, dass die Messung in sehr kurzer Zeit, und zwar typischerweise in einem Zeitraum zwischen 1 ms und 10 μs erfolgen kann. Dadurch kann die Auswertung in einer Auswertungsvorrichtung und insbesondere eine Regelung der Temperatur mit einer Enteisungsvorrichtung in kurzer Zeit und sogar innerhalb derselben Iterationsrate erfolgen. Die Fehlerrate der Messvorrichtung mit dem Pyrometer weist keinen Verschleiß auf, so dass diese mit einer geringen Fehlerrate versehen ist. Auch ist mit der erfindungsgemäßen Verwendung eines Pyrometers eine ausreichende Genauigkeit der Messung verbunden, da mit dem Pyrometer keine Temperatur-Beeinflussung des Messobjekts gegebene ist und sich keine Fehler durch mangelhaften Wärmekontakt eines Sensors mit dem Bauteil, an dem die Messung vorzunehmen ist, ergeben. Insbesondere kann auch eine Messung mit dem Pyrometer auch bei dem Auftreten elektromagnetischer Felder an einer Oberfläche des Bauteils erfolgen.Advantages in the use of a pyrometer arise in particular in that the measurement can take place in a very short time, typically in a period between 1 ms and 10 μs. This allows the evaluation in a Auswer tification device and in particular a control of the temperature with a de-icer in a short time and even within the same iteration rate. The error rate of the measuring device with the pyrometer has no wear, so that it is provided with a low error rate. Also, sufficient accuracy of the measurement is associated with the inventive use of a pyrometer, as with the pyrometer no temperature influence of the DUT is given and there are no errors due to poor thermal contact of a sensor with the component on which the measurement is to be made. In particular, a measurement with the pyrometer can also take place when electromagnetic fields occur on a surface of the component.

Zur direkten Erfassung von Temperaturen an Bereichen von Bauteilen und insbesondere Schalenbauteilen könnten in das Bauteil bzw. das Schalenbauteil integrierte Thermoelemente verwendet werden. Demgegenüber hat der Einsatz eines Pyrometers zur Temperaturerfassung an Enteisungsstrukturen für Luftfahrtbauteile den Vorteil, dass dieses als zusätzliche Komponente in eine optimierte Bauteil-Struktur eingebaut werden kann, ohne das Schalenbauteils des jeweiligen Bauteils modifizieren zu müssen.to direct detection of temperatures at areas of components and In particular shell components could be in the component or the shell component integrated thermocouples are used. In contrast, the use of a pyrometer for temperature detection on deicing structures for aerospace components has the advantage that this as an additional component in an optimized Component structure can be installed without the shell component to modify the respective component.

Demgegenüber ist durch die Verwendung von in das Bauteil bzw. das Schalenbauteil integrierten Thermoelementen eine aufwendigere Fertigung der Bauteilstruktur erforderlich. Auch würde eine Integration eines traditionellen Thermoelementes zu Aufdickungen des Schalenbauteils führen, was an umströmten Luftfahrtteilen ungünstig wäre. Weiterhin ist die Verbindungstechnik, mit der ein Thermoelement in ein Schalenbauteil zu integrieren ist, wegen einer unsicheren Lebensdauer der Verbindung an Flugzeug-Bauteilen problematisch. Weiterhin ist die thermische Ankopplung an die Heizstruktur kompliziert und aufwendig und nur mit technischen Einschränkungen mit Folgen bei der Erfassung von Temperaturen möglich. Die Folge davon ist, dass das Vorsehen eines herkömmlichen Thermoelements ist, dass dieses zu träge wäre, um eine hohe Aufheizrate bei der Aktivierung einer Enteisung an einem Flugzeug-Bauteil mit vollziehen und erfassen zu können.In contrast, is by the use of in the component or the shell component integrated thermocouples a more complex production of the component structure required. Also, an integration would be a traditional one Thermocouple lead to thickening of the shell component, What would be unfavorable to the flow around aviation parts. Furthermore, the connection technique with which a thermocouple to be integrated into a shell component because of an unsafe one Lifetime of the connection to aircraft components problematic. Furthermore, the thermal coupling to the heating structure is complicated and consuming and only with technical limitations Consequences in the detection of temperatures possible. The The consequence of this is that the provision of a conventional Thermocouple is that this would be too sluggish to a high heating rate when activating a de-icing to accomplish and capture an aircraft component.

Bei einem Einbau eines Pyrometers in ein Strukturbauteil eines Flugzeugs kann durch einen geeigneten Abstand und einer Optik eine Fläche definiert werden, in der das Pyrometer „integral” die Temperatur erfassen kann. Mit einem in ein Schalenbauteil integrierten Thermoelement kann die Temperatur nur lokal auf einer sehr kleinen Fläche am Heizelement erfasst werden.at an installation of a pyrometer in a structural component of an aircraft can by a suitable distance and an optics a surface be defined, in which the pyrometer "integral" the temperature can capture. With a thermocouple integrated in a shell component The temperature can only be local on a very small area be detected on the heating element.

Der Austausch des Pyrometers im Schadensfall ist unproblematisch und vor allem im Vergleich zu der Verwendung eines in einem Schalenbauteil integrierten Thermoelements vorteilhaft, da das Pyrometer im Falle eines Defekts austauschbar ist. Im Gegensatz dazu müsste bei einem in die Heizstruktur integrierten Thermoelement das gesamte Schalenbauteil erneuert werden.Of the Replacing the pyrometer in case of damage is not a problem and especially compared to using one in a shell component integrated thermocouple advantageous because the pyrometer in the case a defect is interchangeable. In contrast, would have in the case of a thermocouple integrated in the heating structure, the entire shell component to be renewed.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Figuren beschrieben, die zeigen:in the Below are embodiments of the invention Hand described the accompanying figures, which show:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Erfindung mit einer Vorderkanten-Klappe eines Flugzeugs, die ein Schalenteil und einen inneren Bereich aufweist, in dem ein Pyrometer zu Erfassung der Temperatur des Schalenteils angeordnet ist; 1 a schematic sectional view of an embodiment of the invention with a leading edge flap of an aircraft having a shell portion and an inner region in which a pyrometer is arranged for detecting the temperature of the shell part;

2 einen Abschnitt einer Vorderkantenklappe eines Flugzeugs, in den zwei Heizungs-Zusatzkörper integriert sind. 2 a portion of a leading edge flap of an aircraft, in which two heating auxiliary body are integrated.

In der 1 ist beispielartig für diese Anwendungen eine Vorderkantenklappe eines Flugzeugs dargestellt, auf dem zwei Anordnungen von jeweils mehreren Heizschichten nach der Erfindung angeordnet sind. Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Strukturbauteil 1 eines Flugzeugs mit einem Träger-Bauteil 3 und einem Schalenteil 5, das eine umströmte Außenfläche 5a und einen inneren Bereich 7 aufweist. Das Strukturbauteil 1 ist in der Darstellung der 1 eine Vorderkanten-Klappe eines Flugzeugs. Das Strukturbauteil 1 des Flugzeugs ist insbesondere ein Bauteil, das eine Oberfläche aufweist, die entgegen die Strömung, die das Flugzeug im Flug umströmt, gerichtet ist. Dabei kann das Strukturbauteil die Vorderkante eines Flügels, eines Leitwerks oder einer Vorderkantenklappe eines Flügels sein. Das Strukturbauteil weist demgemäß eine Außenhaut oder ein Schalenteil 5 mit einer Außenseite, die von der Strömung umströmt oder angeströmt wird, und einer entgegen gesetzt zu der Außenfläche 5a gelegenen Innenfläche 5b auf.In the 1 is exemplified for these applications, a leading edge flap of an aircraft, are arranged on the two arrangements of a plurality of heating layers according to the invention. The 1 shows an embodiment of the invention with a structural component 1 an aircraft with a carrier component 3 and a shell part 5 that has an outer surface around it 5a and an inner area 7 having. The structural component 1 is in the representation of 1 a leading edge flap of an aircraft. The structural component 1 In particular, the aircraft is a component which has a surface that is directed against the flow that flows around the aircraft in flight. In this case, the structural component may be the leading edge of a wing, a tail or a leading edge flap of a wing. The structural component accordingly has an outer skin or a shell part 5 with an outer side, which is flowed around or flows around the flow, and one opposite to the outer surface 5a located inner surface 5b on.

Erfindungsgemäß ist eine Temperatur-Messvorrichtung in Gestalt eines Pyrometers oder Strahlungsthermometers 10 im inneren Bereich 7 des Strukturbauteils 1 angeordnet. Das Pyrometer 10 kann insbesondere eine Thermographie-Kamera sein.According to the invention, a temperature measuring device is in the form of a pyrometer or radiation thermometer 10 in the inner area 7 of the structural component 1 arranged. The pyrometer 10 may in particular be a thermographic camera.

Das Pyrometer 10 weist insbesondere eine Linsenvorrichtung, die vor dem Pyrometer 10 und von diesem aus gesehen in Richtung zum Schalenteil 5 gelegen ist, und einen Strahlungsempfänger auf. Die Linsenvorrichtung ist zur Fokussierung der von der dem Pyrometer 10 zugewandten Innenfläche 5b des Schalenteils 5 angegebenen Wärmestrahlung vorgesehen. Der Strahlungsempfänger empfängt die von der Innenfläche 5b des Schalenteils ausgehende Wärmestrahlung, deren Intensität von seiner Temperatur der Innenfläche 5b abhängt, und erzeugt aufgrund der Wärmestrahlung Sensorwerte zur Ermittlung der Temperatur der Innenfläche 5b des Schalenteils 5. Wenn die dem Pyrometer 10 zugewandten Innenfläche 5b des Schalenteils 5 kälter als der Strahlungsempfänger des Pyrometers 10 ist, ist der Strahlungsfluss negativ, d. h. der Strahlungssensor des Pyrometers 10 gibt Wärmestrahlung an die Innenfläche 5b ab, und umgekehrt. Die Ermittlung der Temperatur der Innenfläche 5b des Schalenteils 5 kann insbesondere auf der Basis des Emissionsgrads ε der Innenfläche 5b erfolgen, also der Wärmeabstrahl-Fähigkeit der Innenfläche 5b.The pyrometer 10 In particular, there is a lens device in front of the pyrometer 10 and seen from this towards the shell part 5 is located, and a radiation receiver. The lens device is for focusing that of the pyrometer 10 facing inner surface 5b of the shell part 5 provided heat radiation. The radiation receiver receives the from the inner surface 5b the shell part outgoing Heat radiation, whose intensity depends on its temperature of the inner surface 5b depends, and generates due to the heat radiation sensor values for determining the temperature of the inner surface 5b of the shell part 5 , If the the pyrometer 10 facing inner surface 5b of the shell part 5 colder than the radiation receiver of the pyrometer 10 is, the radiation flow is negative, ie the radiation sensor of the pyrometer 10 gives heat radiation to the inner surface 5b off, and vice versa. The determination of the temperature of the inner surface 5b of the shell part 5 can in particular on the basis of the emissivity ε of the inner surface 5b take place, so the heat radiation ability of the inner surface 5b ,

Das Pyrometer 10 ist auf die Innenfläche 5b des Schalenteils 5 gerichtet, um die Wärmestrahlung, die von einem Bereich der Innenfläche 5b des Schalenteils 5 ausgeht, und somit die Temperatur des Schalenteils 5 erfassen zu können. Zu diesem Zweck ist das Pyrometer 10 in einem geeigneten Abstand zu der Innenfläche 5b an dem Träger-Bauteil 3 angeordnet. Das Träger-Bauteil 3 kann Teil des Struktur-Bauteils 1 oder eines Zusatz-Bauteils an demselben sein und ist derart gestaltet, dass das Pyrometer 10 in geeigneter Position und Lage relativ zu der Innenfläche 5b oder zu einem Bereich derselben angeordnet werden kann. Weiterhin kann das Pyrometer 10 derart an dem Träger-Bauteil angebracht sein, dass die Lage und/oder die Position des Pyrometers 10 einstellbar ist bzw. sind. Unter Lage wird in diesem Zusammenhang die Drehstellung des Pyrometers 10 relativ zur Innenfläche 5b verstanden.The pyrometer 10 is on the inner surface 5b of the shell part 5 directed to the heat radiation coming from an area of the inner surface 5b of the shell part 5 goes out, and thus the temperature of the shell part 5 to be able to capture. For this purpose is the pyrometer 10 at a suitable distance from the inner surface 5b on the carrier component 3 arranged. The carrier component 3 can be part of the structure component 1 or an accessory component to the same and is designed such that the pyrometer 10 in a suitable position and position relative to the inner surface 5b or to a region thereof. Furthermore, the pyrometer 10 be attached to the support member such that the location and / or the position of the pyrometer 10 is adjustable or are. Under position in this context, the rotational position of the pyrometer 10 relative to the inner surface 5b Understood.

Weiterhin weist die Temperatur-Messvorrichtung eine Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung auf, die aus den von dem Pyrometer 10 erfassten Sensorwerten Temperaturwerte ermittelt. Die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung ist über eine Signal-Leitung mit dem Pyrometer 10 funktional verbunden und kann entfernt von dem Pyrometer 10 angeordnet sein. Insbesondere kann die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung in einer Flugsteuerungs-Vorrichtung integriert sein.Furthermore, the temperature measuring device has a sensor value processing device, which consists of those from the pyrometer 10 detected sensor values determined temperature values. The sensor value processing device is via a signal line with the pyrometer 10 Functionally connected and can be removed from the pyrometer 10 be arranged. In particular, the sensor value processing device may be integrated in a flight control device.

Die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung kann eine Vergleichsfunktion aufweisen, die Temperaturwerte mit zumindest einem Vergleichswert vergleicht und einen Signalwert an eine Systemfunktion sendet, wenn der Grenzwert erreicht oder unterschritten wird. Der Grenzwert kann insbesondere einem unteren Temperaturwert entsprechen, der derart definiert ist, dass bei dieser Temperatur eine Eisbildung an der Außenfläche 5a des Schalenteils 5 möglich oder wahrscheinlich ist.The sensor value processing device may have a comparison function that compares temperature values with at least one comparison value and sends a signal value to a system function when the limit value is reached or undershot. In particular, the limit value may correspond to a lower temperature value, which is defined such that ice forms on the outer surface at this temperature 5a of the shell part 5 possible or likely.

Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung eine Überwachungsfunktion aufweisen, die zur Ermittlung der Möglichkeit einer Eisbildung an der Außenfläche 5a derart gestaltet ist, dass diese Luftdaten und insbesondere die Außentemperatur, die Flughöhe und/oder den Luftdruck empfängt und mit den Sensorwerten einen Wahrscheinlichkeits-Grenzwert für eine Eisbildung ermittelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung eine Vergleichsfunktion auf, die den ermittelten Wahrscheinlichkeitswert für eine Eisbildung mit einem Soll- Wahrscheinlichkeitswert für eine Eisbildung für die maximal zulässige Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung vergleicht und bei Überschreiten des Soll-Wahrscheinlichkeitswerts einen Signalwert als Warnsignal an eine Systemfunktion wie z. B. ein Flugsteuerungssystem oder eine Cockpitanzeige sendet. Die Cockpitanzeige kann derart gestaltet sein, dass diese dem Piloten anzeigt, dass der Flugzustand und dabei insbesondere die Flughöhe verringert werden muss, um ein Vereisen des Schalenteils 5 zu verhindern.Alternatively or additionally, the sensor value processing device may have a monitoring function, which is used to determine the possibility of ice formation on the outer surface 5a is designed such that this air data and in particular the outside temperature, the altitude and / or the air pressure receives and determined with the sensor values a probability limit for ice formation. In this embodiment, the sensor value processing device has a comparison function that compares the determined probability value for ice formation with a setpoint probability value for ice formation for the maximum permissible probability of ice formation and when the desired probability value is exceeded, a signal value as a warning signal to a system function such as z. B. sends a flight control system or a cockpit display. The cockpit display may be configured to indicate to the pilot that the flight condition, and in particular the altitude, must be reduced in order to freeze the shell portion 5 to prevent.

Am Schalenteil 5 kann eine Heizvorrichtung zur Verhinderung einer Eisbildung an dem Schalenteil 5 angeordnet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Systemfunktion derart gestaltet sein, dass diese die Heizvorrichtung einschaltet, wenn ein Grenzwert, der einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil 5 entspricht, überschritten wird.On the shell part 5 may include a heater for preventing ice formation on the shell part 5 be arranged. In this embodiment, the system function may be configured to turn on the heater when a threshold value corresponding to a predetermined probability of ice formation on the shell portion 5 corresponds, is exceeded.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturbauteils oder Bauteils eines Flugzeugs ist in der 2 dargestellt. Das Bauteil ist als Vorderteil einer Vorderkantenklappe eines Flügels ausgeführt. Diese Ausführungsform kann bei lediglich anderer Formgebung des Bauteils auch das Vorderteil eines Hauptflügels, eines Höhenflosse oder einer anderen Klappe oder eines Seiteleitwerks und generell eines aerodynamischen Körpers sein. Das Bauteil weist an seiner Oberfläche mehrere elektrothermische Heizschichten auf, die aufgrund einer entsprechenden Ansteuerung durch die Energieversorgungs-Vorrichtung (nicht dargestellt) Wärme abgeben, um dadurch eine Vereisung der Oberfläche des Bauteils zu verhindern. Die Anzahl und Größe der Heizschichten, die Anordnung derselben auf einer Oberfläche des Bauteils 1 sowie die elektrische Auslegung der Heizschichten und der Energieversorgungs-Vorrichtung hängt vom Anwendungsfall ab und ist auf diesen jeweils anzupassen. Generell weist die Oberfläche bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung zumindest eine Heizschicht auf.An embodiment of the structural component or component of an aircraft according to the invention is in the 2 shown. The component is designed as a front part of a leading edge flap of a wing. This embodiment may also be the front part of a main wing, a fin or another flap or a Seiteiteitwerks and generally an aerodynamic body with merely different shape of the component. The component has on its surface a plurality of electrothermal heating layers, which emit heat due to a corresponding control by the power supply device (not shown), thereby preventing icing of the surface of the component. The number and size of the heating layers, the arrangement of the same on a surface of the component 1 as well as the electrical design of the heating layers and the power supply device depends on the application and is to be adapted to each one. In general, the surface in this embodiment of the invention has at least one heating layer.

Bei dem in der 2 konkret dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf einer Oberfläche 3 des Bauteils 1 oder eines Basiskörpers 4, das im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schalenteil 4 der Vorderkantenklappe 1 ist, zwei Heizschicht-Anordnungen H1, H2 mit jeweils einer Basis-Heizschicht 101 bzw. 102 und einer Mehrzahl von innerhalb der jeweiligen Basis-Heizschicht 101, 102 angeordneten inneren Heizvorrichtungen oder Zusatz-Heizschichten 111, 112 bzw. 121, 122 integriert.In the in the 2 specifically illustrated embodiment are on a surface 3 of the component 1 or a basic body 4 in the embodiment shown, a shell part 4 the leading edge flap 1 is two Heizschicht arrangements H1, H2, each with a base heating layer 101 respectively. 102 and a plurality of within the respective base heating layer 101 . 102 arranged inner Heaters or additional heating layers 111 . 112 respectively. 121 . 122 integrated.

Die Basis-Heizschichten 101, 102 und die Zusatz-Heizschichten 111, 112 bzw. 121, 122 sind derart gestaltet und angeordnet, dass die Basis-Heizschicht die erste und die zweite Zusatz-Heizschicht in ihrer flächigen Erstreckung umgibt. Zu diesem Zweck weist die Basis-Heizschicht zwei Ausnehmungen auf, wobei in der ersten der Ausnehmungen die erste Zusatz-Heizschicht 111 bzw. 121 und in der zweiten der Ausnehmungen die zweite Zusatz-Heizschicht 121 bzw. 122 gelegen ist. Jede der Heizschichten wird von der Energieversorgungs-Vorrichtung bestromt. Die mit einer elektrothermischen Schicht gebildete Basis-Heizschicht 101 ist über eine elektrische Anschlussvorrichtung mittels elektrischen Leitungen an die Energieversorgungs-Vorrichtung angeschlossen. Weiterhin sind auch die zwei Zusatz-Heizschichten 111, 112 jeweils über eine elektrische Anschlussvorrichtung an die Energieversorgungs-Vorrichtung angeschlossen. Somit können die Basis-Heizschicht 110 und die zwei innerhalb desselben angeordneten Zusatz-Heizschichten 111, 112 durch die Energieversorgungs-Vorrichtung mit unterschiedlichen Funktionen bestromt werden, so dass die Heizschichten 110, 111, 112 entsprechend dieser Bestromung Wärme an das Bauteil abgeben, an dem die Heizschichten 110, 111, 112 angebracht sind.The base heating layers 101 . 102 and the additional heating layers 111 . 112 respectively. 121 . 122 are designed and arranged such that the base heating layer surrounds the first and the second additional heating layer in their planar extent. For this purpose, the base heating layer on two recesses, wherein in the first of the recesses, the first additional heating layer 111 respectively. 121 and in the second of the recesses, the second auxiliary heating layer 121 respectively. 122 is located. Each of the heating layers is energized by the power supply device. The base heating layer formed with an electrothermal layer 101 is connected via an electrical connection device by means of electrical lines to the power supply device. Furthermore, the two additional heating layers are also 111 . 112 each connected via an electrical connection device to the power supply device. Thus, the base heating layer 110 and the two additional heating layers disposed within it 111 . 112 be energized by the power supply device with different functions, so that the heating layers 110 . 111 . 112 according to this energizing give off heat to the component to which the heating layers 110 . 111 . 112 are attached.

Die Energieversorgungs-Vorrichtung kann funktional insbesondere derart gestaltet sein, dass in einer Aktivierungsphase der Heizvorrichtung der Basis-Heizschicht 110, 120 permanent Strom zugeführt und der ersten 111 bzw. 121 und der zweiten 112 bzw. 122 Zusatz-Heizschicht in vorbestimmter Weise abwechselnd Strom zugeführt wird, so dass die erste 111 bzw. 121 und die zweite 112 bzw. 122 Zusatz-Heizschicht zeitlich abwechselnd Wärme erzeugen. Auf diese Weise erfolgt eine Wärmewirkung für die Oberfläche der gesamten Heiz-Vorrichtung 110 bzw. 120 auf eine energetisch effiziente Weise.The energy supply device may be functionally designed in particular such that in an activation phase of the heating device of the base heating layer 110 . 120 permanently supplied with electricity and the first 111 respectively. 121 and the second 112 respectively. 122 Additional heating layer in a predetermined manner alternately power is supplied, so that the first 111 respectively. 121 and the second 112 respectively. 122 Additional heating layer alternately generate heat over time. In this way, a heating effect for the surface of the entire heating device takes place 110 respectively. 120 in an energetically efficient way.

Generell kann eine Heiz-Vorrichtung 110, 120 nur eine Zusatz-Heizschicht aufweisen, die innerhalb oder außerhalb der Basis-Heizschicht gelegen sein kann. In diesem generellen Ausführungsbeispiel kann die Funktion zur Steuerung einer Heizphase des gesamten Heizsystems derart gestaltet sein,

• • dass in der Heizphase des Heizsystems der Basis-Heizschicht 110, 120 permanent Strom und z. B. Strom in weitgehend gleichbleibender Stärke (innerhalb einer Bandbreite von 10 Prozent eines Mittelwertes) zum Erwärmen der Basis-Heizschicht 110, 120 zugeführt und
• • dass innerhalb derselben Heizphase in ersten Zeitabschnitten elektrischer Strom durch die Zusatz-Heizschicht fließt, der stärker ist als der Strom der durch die Basis-Heizschicht 110 fließt, und sich die ersten Zeitabschnitte abwechseln mit zweiten Zeitabschnitten, in denen kein elektrischer Strom oder ein Strom in der Zusatz-Heizschicht fließt, der geringer ist als der Strom der durch die Basis-Heizschicht 110 fließt.

Generally, a heating device 110 . 120 have only one additional heating layer, which may be located inside or outside the base heating layer. In this general embodiment, the function for controlling a heating phase of the entire heating system may be designed such that

• • that in the heating phase of the heating system of the base heating layer 110 . 120 permanent electricity and z. B. Current of substantially constant intensity (within a bandwidth of 10 percent of an average) for heating the base heating layer 110 . 120 fed and
• During the same heating phase, during the first periods of time, electrical current flows through the additional heating layer, which is stronger than the current through the base heating layer 110 and the first time periods alternate with second time periods in which no electrical current or current flows in the supplemental heating layer that is less than the current through the base heating layer 110 flows.

Insbesondere können die Zusatz-Heizschichten eines Heizsystems zeitlich derart abwechselnd oder sich ergänzend angesteuert werden, dass diese abwechselnd Wärme erzeugen.Especially The additional heating layers of a heating system can be timed be controlled in such a way alternately or complementarily, that they generate heat alternately.

Dadurch kann ein energetisch effizientes Erwärmen einer Oberfläche an einem Flugzeug-Bauteil vorgenommen werden.Thereby can be an energetically efficient heating of a surface be made on an aircraft component.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch nur eine oder können mehrere Basis-Heizschichten ohne eine Zusatz-Heizschicht in dem Bauteil integriert sein.In In another embodiment, only one or can use multiple base heating layers without an additional heating layer be integrated in the component.

Das Schalenteil 5 kann insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff (FVW) oder einem Faserverbund-Kunststoff (FVK) gebildet sein. Die je nach Ausführungsform vorgesehenen Heizschichten sind auf einer elektrisch nicht-leitenden Schicht angeordnet, so dass die Heizschichten gegenüber den übrigen Abschnitten des Schalenteils isoliert ist.The shell part 5 can be formed in particular from a fiber composite material (FVW) or a fiber composite plastic (FRP). The heating layers provided according to the embodiment are arranged on an electrically non-conductive layer so that the heating layers are insulated from the remaining sections of the shell part.

Die zumindest eine auf dem Bauteil angeordnete Heizschicht ist vorzugsweise aus Kohlenstoff-Material gebildet, die über elektrische Anschlussvorrichtungen elektrisch angeschlossen sind und bei dem Anliegen einer entsprechenden Spannung Strom führen, so dass diese entsprechend erwärmt werden können. Insbesondere kann die zumindest eine Heizschicht aus elektrisch leitfähigen Rovingen in einer vorbestimmten Struktur und Dichte oder einem Bündel oder einem Verbund oder Band von Rovingen gebildet sein.The at least one heating layer arranged on the component is preferred Made of carbon material that is over electrical Connection devices are electrically connected and in the Cause a corresponding voltage current, so that these can be heated accordingly. In particular, the at least one heating layer of electrically conductive rovings in a predetermined structure and Density or a bundle or a composite or band of Rovingen be formed.

Unter ”Roving” wird in diesem Zusammenhang ein Bündel aus endlosen Kohlenstoff-Filamenten oder elektrisch leitenden Kabeln verstanden, die in dem Roving unverdreht und/oder gestreckt sein können. Die Kabel können dabei insbesondere aus mittels Glasfasern ummantelten elektrischen wie z. B. metallischen Leitern gebildet sein. Die elektrisch leitenden Einzel-Filamente können aus Kohlenstoff-Filamenten und/oder Kohlenstoff-Fasern und/oder metallischen Legierungen und/oder aus Glasfasern mit z. B. metallischer Beschichtung gebildet sein. Auch können die Rovings insbesondere ausschließlich aus Fasern und insbesondere Kohlenstofffasern gebildet sein. Die Rovinge können mit oder ohne Matrix-Material versehen sein. Dabei können für die erfindungsgemäß verwendeten Rovings Materialien in Form von Endlos-Rovingen, Endlos-Garnen, Endlos-Zwirnen, Endlos-Schnüren, Endlos-Gewirke, Endlos-Webware, Endlos-Kordeln oder Endlos-Maschenware verwendet werden. Solche Endlos-Rovinge können zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren auf Spulen oder Trommeln aufgewickelt sein, um Rovinge zur Anwendung für das erfindungsgemäße Verfahren in geeigneten Längenabschnitten von diesen zu entnehmen.By "roving" in this context is meant a bundle of endless carbon filaments or electrically conductive cables which may be undiluted and / or stretched in the roving. The cables can in particular from coated by glass fibers electrical such. B. metallic conductors. The electrically conductive single filaments can be made of carbon filaments and / or carbon fibers and / or metallic alloys and / or glass fibers with z. B. metallic coating may be formed. The rovings may in particular be formed exclusively of fibers and in particular carbon fibers. The rovings can be provided with or without matrix material. For the rovings used according to the invention, it is possible to use materials in the form of endless rovings, endless yarns, endless twists, endless cords, endless knits, continuous woven fabric, endless cords or endless knitwear. Such endless rovings may be used in the invention To the method according to the invention to be wound on spools or drums to remove rovings for use in the inventive method in suitable lengths of these.

Zur Bildung der Heizschicht Rovinge können als einzelne Rovinge oder als zumindest ein Verbund oder als zumindest ein Band von Rovingen angeordnet sein. Unter „Band von Rovingen” wird in diesem Zusammenhang eine Anordnung von in ihrer Längsrichtung nebeneinander verlaufenden Rovingen verstanden, die somit an keinem ihrer Längsabschnitte in der Dickenrichtung der Heizschicht gesehen übereinander gelegen sind. Unter „Verbund von Rovingen” wird in diesem Zusammenhang eine Anordnung von in ihrer Längsrichtung nebeneinander oder auch übereinander verlaufenden Rovingen verstanden, die somit an zumindest einem ihrer Längsabschnitte in der Dickenrichtung der Heizschicht gesehen übereinander gelegen sind.to Formation of the heating layer Rovings can be considered individual rovings or as at least one composite or at least one band of rovings be arranged. Under "Band of Rovingen" becomes in this context, an arrangement of in its longitudinal direction understood side by side running rovings, which thus at no their longitudinal sections in the thickness direction of the heating layer Seen superimposed. Under "Verbund von Rovingen "is in this context an arrangement of in their longitudinal direction next to each other or on top of each other extending roving understood that at least one of their Longitudinal sections seen in the thickness direction of the heating layer on top of each other are located.

Mit den in Bezug auf die Längsrichtung des Rovings gelegenen Endstücken desselben kann jeweils ein elektrisch leitendes Verbindungsstück verbunden sein, mit denen wiederum die elektrischen Leitungen verbunden und an der Energieversorgungs-Vorrichtung angeschlossen sind. Dadurch kann mit der Steuerungsfunktion der Energieversorgungs-Vorrichtung Strom mit vorbestimmter Stromstärke und vorbestimmtem zeitlichem Verlauf durch den Roving fließen, um diese und somit das Bauteil, auf dem der Roving angeordnet sind, erwärmen. Grundsätzlich können in Dickenrichtung des Bauteils gesehen mehrere Rovinge übereinander angeordnet sein, die parallel zueinander oder auch gegensinnig zueinander verlaufen können.With located in relation to the longitudinal direction of the roving End pieces thereof may each be an electrically conductive Connecting piece to be connected, which in turn the connected to electrical lines and to the power supply device are connected. This can be done with the control function of Power supply device current with predetermined current and flow through the roving for a predetermined time, around these and thus the component on which the roving is arranged, heat. Basically, in the thickness direction the component seen several rovings to be stacked, which run parallel to each other or in opposite directions to each other can.

Die Rovinge oder das zumindest eine Bündel oder Band von Rovingen können bzw. kann parallel zueinander und schwingungsförmig verlaufen. Grundsätzlich können in Dickenrichtung des Bauteils gesehen mehrere Rovinge übereinander angeordnet sein, die parallel zueinander oder auch gegensinnig zueinander verlaufen können. Andere Formen, in denen Rovinge oder zumindest ein Bündel oder Band von Rovingen zur Bildung einer Heizschicht eines Heizsystems angeordnet sein können bzw. kann, sind nach den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls vorzusehen.The Rovings or at least a bundle or band of rovings can or can be parallel to each other and vibrational run. Basically, in the thickness direction the component seen several rovings to be stacked, which run parallel to each other or in opposite directions to each other can. Other forms in which rovings or at least a bundle or ribbon of rovings to form a heating layer a heating system can be arranged or can, are according to the requirements of the particular application.

Bei der Verwendung zumindest eines Heizsystems an dem Bauteil 1 nach den vorgenannten Ausführungsbeispielen kann die mit der Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung funktional gekoppelte Systemfunktion weiterhin als Regelfunktion zur Regelung der Temperatur des von dem Pyrometer 10 erfassten Bereichs des Schalenteils 5 gestaltet sein. Dabei empfängt die Systemfunktion von der Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung die Temperaturwerte, die aus Sensorwerten des Pyrometers 10 ermittelt wurden, und vergleicht diese mit eine Referenzwert oder einer Temperatur als Regelgröße. Dieser Referenzwert oder Temperaturwert liegt oberhalb einer Temperatur, bei der eine Eisbildung am Schalenteil 5 auftreten kann oder diese vermieden werden kann. Die Regelfunktion ist mit der Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung funktional verbunden und empfängt von dieser die Temperaturwerte als Eingangsgröße, die aus Sensorwerten des Pyrometers 10 ermittelt wurden. Weiterhin steuert die Regelfunktion die Energieversorgungs-Vorrichtung derart an, dass die zumindest eine Heizschicht derart erwärmt wird, dass der von dem Pyrometer 10 erfasste Bereich des Schalenteils eine Soll-Temperatur möglichst einhält.When using at least one heating system on the component 1 According to the aforementioned embodiments, the system function functionally coupled to the sensor value processing device can continue as a control function for controlling the temperature of the pyrometer 10 covered area of the shell part 5 be designed. The system function from the sensor value processing device receives the temperature values resulting from sensor values of the pyrometer 10 and compares them with a reference value or a temperature as a controlled variable. This reference value or temperature value is above a temperature at which ice formation on the shell part 5 can occur or this can be avoided. The control function is operatively connected to the sensor value processing device and receives therefrom the temperature values as input, which are obtained from sensor values of the pyrometer 10 were determined. Furthermore, the control function controls the power supply device such that the at least one heating layer is heated in such a way that that of the pyrometer 10 detected area of the shell part a setpoint temperature as possible complies.

Die Regelfunktion erzeugt somit auf der Basis einer Soll-Temperatur für den von dem Pyrometer 10 erfassten Bereich des Schalenteils 5 dementsprechende Kommandosignale, die an die Energieversorgungs-Vorrichtung übermittelt werden, die in entsprechender Weise die zumindest eine Heizschicht bestromt. Bei dem Vorhandensein mehrere Heizschichten können auch mehrere Heizschichten angesteuert werden, um die Temperatur an dem von dem Pyrometer 10 erfassten Bereich des Schalenteils 5 zu regeln.The control function thus generates on the basis of a desired temperature for that of the pyrometer 10 covered area of the shell part 5 corresponding command signals, which are transmitted to the power supply device, which energizes the at least one heating layer in a corresponding manner. In the presence of several heating layers and several heating layers can be controlled to the temperature at the of the pyrometer 10 covered area of the shell part 5 to regulate.

Bei der Verwendung zumindest eines Heizsystems nach den vorgenannten Ausführungsbeispielen kann die Systemfunktion weiterhin derart gestaltet sein, dass diese in dem Fall, in dem die Heizvorrichtung eingeschaltet ist und zugleich der einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil 5 entsprechende Grenzwert überschritten wird, ein Warnsignal ausgibt. Die Heizvorrichtung kann derart gestaltet sein, dass diese verschiedene Heizstufen, d. h. verschiedene Stufen an freigebender Wärmeleistung erzeugen kann. In diesem Fall kann die Systemfunktion insbesondere derart ausgeführt sein, dass das Warnsignal bei dem Vorliegen der höchsten Heizstufe der Heizvorrichtung, bei der die maximale Wärmeleistung erzeugt wird, und dem gleichzeitigen Überschreiten des einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil 5 entsprechende Grenzwerts erzeugt wird. Das Warnsignal kann an eine Flugführungsanzeige gesendet werden und diese kann derart ausgeführt sein, dass diese eine Empfehlung z. B. im Flight Director, für den Piloten erzeugt, nach der das Flugzeug in einen Flugzustand gebracht wird, in der die Eisbildung am Flügel vermieden wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Warnsignal an eine Flugsteuerungsvorrichtung gesendet werden, die eine Steuerungsfunktion aufweist, durch die das Flugzeug in einen Flugzustand gebracht wird, in der die Eisbildung am Flügel vermieden wird.When using at least one heating system according to the aforementioned embodiments, the system function can continue to be designed such that in the case in which the heater is turned on and at the same time a probability of ice formation on the shell part 5 corresponding limit is exceeded, outputs a warning signal. The heating device may be designed such that it can generate different heat levels, ie different levels of releasing heat output. In this case, the system function may in particular be designed such that the warning signal in the presence of the highest heating level of the heater, in which the maximum heat output is generated, and the simultaneous exceeding of a probability of ice formation on the shell part 5 corresponding limit is generated. The warning signal can be sent to a flight guidance display and this can be carried out in such a way that it makes a recommendation for. For example, in the Flight Director, created for the pilot, after the aircraft is brought into a flight condition in which the formation of ice on the wing is avoided. Alternatively or additionally, it may be provided that the warning signal is sent to a flight control device which has a control function by which the aircraft is brought into a flight state in which the formation of ice on the wing is avoided.

Das Warnsignal kann bedeuten, dass der elektrothermische Heizkörper defekt ist. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann deshalb vorgesehen sein, dass die Überwachungsfunktion ermittelt, ob die atmosphärischen Bedingungen bei dem Ausfall des elektrothermischen Heizkörpers eine kritische Situation für das Flugzeug bedeuten können. Hierbei kann vorgesehen sein, dass in einer Bewertungsfunktion die Flughöhe und optional die gemessene Luft-Temperatur verwendet wird. Falls die Anwendung der Bewertungsfunktion ergibt, dass sich aus der unzulässigen (d. h. zu hohen) Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung eine kritische Flugsituation ergeben kann, wird eine Warnung an das Flugsteuerungssystem oder an die Cockpitanzeige geschickt, die dem Piloten Handlungsempfehlungen anzeigt, mit denen er das Flugzeug in einen sichereren Flugzustand bringen kann. Dabei kann z. B. angezeigt werden, dass der Flugzustand und dabei insbesondere die Flughöhe verringert werden muss, um ein Vereisen des Flügels zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine automatische Steuerungsfunktion realisiert sein, die diese Maßnahmen automatisch umsetzt.The warning signal may mean that the electrothermal radiator is defective. Therefore, in one embodiment of the invention be seen that the monitoring function determines whether the atmospheric conditions in the event of failure of the electrothermal radiator can mean a critical situation for the aircraft. It can be provided that the altitude and optionally the measured air temperature is used in a rating function. If the application of the evaluation function reveals that the critical (ie too high) probability of ice formation can result in a critical flight situation, a warning is sent to the flight control system or to the cockpit display, indicating to the pilot recommendations for action with which to pilot the aircraft can bring a safer flight condition. It can be z. B. indicate that the flight condition and in particular the altitude must be reduced to prevent icing of the wing. Alternatively or additionally, an automatic control function can be implemented, which implements these measures automatically.

Das Pyrometer 10 kann ein Gesamtstrahlungs-Pyrometer, das die Ausstrahlung einer Messoberfläche über den gesamten Spektralbereich erfasst, oder ein Bandstrahlungs-Pyrometer, dessen Linsen, Fenster und Strahlungssensor nur jeweils in einem beschränkten Wellenlängenbereich arbeiten, sein.The pyrometer 10 For example, a total radiation pyrometer that detects the radiation of a measurement surface over the entire spectral range, or a band-radiation pyrometer whose lenses, windows, and radiation sensor only each operate in a limited wavelength range, can be.

Alternativ kann das Pyrometer 10 ein Quotientenpyrometer oder Verhältnispyrometer oder 2-Farben-Pyrometer sein, das das Verhältnis der Intensitäten von zwei unterschiedlichen ”Farben” erfasst, so dass die Temperatur der Innenfläche 5b nicht aufgrund der Helligkeit, sondern aufgrund der Farbe der Strahlung bestimmt wird. Weiterhin kann auf die innerer Seite des Strukturteiles ein „Anstrich” oder ein Material-Auftrag mit definiertem Emissionskoeffizienten aufgebracht werden, da die gemessene Temperatur von diesem stark beeinflusst wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Emissionskoeffizient von der Oberfläche bestimmt wird. in diesen Fällen ist der jeweilige Emissionskoeffizient in der Auswertungsfunktion zur Auswertung der erfassten Messwerte berücksichtigt. Die Auswertungsfunktion kann weiterhin derart gestaltet sein, dass diese weitere Wärmestrahler, die insbesondere durch Reflexionen die gemessene Temperatur auf der Innenseite des Strukturteiles beeinflussen, „rausgerechnet” oder abgeschottet, d. h. kompensiert werden.Alternatively, the pyrometer 10 a quotient pyrometer or ratio pyrometer or 2-color pyrometer, which captures the ratio of the intensities of two different "colors", so that the temperature of the inner surface 5b not determined by the brightness but by the color of the radiation. Furthermore, a "coating" or a material application with a defined emission coefficient can be applied to the inner side of the structural part, since the measured temperature is strongly influenced by this. Alternatively it can be provided that the emission coefficient is determined by the surface. In these cases, the respective emission coefficient is taken into account in the evaluation function for the evaluation of the recorded measured values. The evaluation function can furthermore be designed in such a way that these further heat radiators, which in particular influence the measured temperature on the inside of the structural part by reflections, are "calculated out" or isolated, ie compensated.

Weiterhin kann das Schalenteil 5 derart ausgebildet sein, dass dessen Innenfläche 5b nicht stark oder nur in geringem Maße wellenlängenabhängig ist.Furthermore, the shell part 5 be formed such that its inner surface 5b is not strong or only slightly dependent on wavelength.

Auch kann vorgesehen sein, dass eine Farbe der Innenfläche 5b als Referenzfarbe oder Vergleichswert ermittelt wird, die einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung entspricht, deren Unterschreiten vermieden werden soll. Die Auswertungsfunktion, die dem Pyrometer zugeordnet ist, kann in diesem Fall eine Vergleichsfunktion aufweisen, die die jeweils ermittelte Farbe der Innenfläche 5b mit der Referenzfarbe vergleicht und ein Signal generiert, wenn der Wert für die Referenzfarbe überschritten wird. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiel ist, dass der Emissionsgrad der Innenfläche 5b bei der Ermittlung der Temperatur derselben keine Rolle spielt und nicht erfasst werden muss. bei der Verhältnisbildung für die Messung keine Rolle, wenn er für das betreffende Messgut nicht stark wellenlängenabhängig ist.It can also be provided that a color of the inner surface 5b is determined as a reference color or comparative value, which corresponds to a probability of ice formation, the undershooting of which is to be avoided. The evaluation function, which is assigned to the pyrometer, in this case can have a comparison function, which determines the respectively determined color of the inner surface 5b compares with the reference color and generates a signal when the value for the reference color is exceeded. The advantage of this embodiment is that the emissivity of the inner surface 5b in determining the temperature of the same does not matter and does not need to be recorded. in the ratio formation for the measurement is not relevant, if it is not strongly wavelength-dependent for the respective measured material.

In einem Ausführungsbeispiel ist das Pyrometer 10 als Schmalband-Pyrometer ausgebildet, das nur einen durch einen Filter auf einen bestimmten Wellenlängenbereich eingeschränkten kleinen Teil des Strahlungsspektrums auswertet. Das Strahlungsspektrum ist dabei derart ausgelegt, dass dieses einen Bereich von Temperaturen der Innenfläche 5b beschreibt, bei denen eine Eisbildung an dem Schalenteil 5 wahrscheinlich ist.In one embodiment, the pyrometer is 10 designed as a narrow-band pyrometer, which evaluates only a limited by a filter to a certain wavelength range small part of the radiation spectrum. The radiation spectrum is designed such that it has a range of temperatures of the inner surface 5b describes where an ice formation on the shell part 5 probably is.

Die jeweiligen Sensorwerte oder Bereiche, die einer Wahrscheinlichkeit der Eisbildung an der Außenfläche 5a des Schalenteils entsprechen, werden insbesondere aufgrund von Tests definiert.The respective sensor values or ranges, the probability of ice formation on the outer surface 5a of the shell part are defined in particular on the basis of tests.

Als Strahlungssensor oder Detektor des Pyrometers 10 sind insbesondere thermische (z. B. Bolometer, pyroelektrische Sensoren oder Thermosäulen aus Thermoelementen) oder photoelektrische Detektoren oder Fotodioden vorgesehen.As a radiation sensor or detector of the pyrometer 10 In particular, thermal (eg, bolometers, pyroelectric sensors or thermocouples made of thermocouples) or photoelectric detectors or photodiodes are provided.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist also ein Strukturbauteil eines Flugzeugs mit einem Trägerbauteil 3 und einem Schalenteil 5 vorgesehen, das eine umströmte Außenfläche und einen inneren Bereich 7 aufweist. Das Strukturbauteil weist dabei weiterhin zumindest einen an dem Schalenteil angeordneten elektrothermischen Heizkörper auf, der von einer an dieser elektrisch angeschlossenen Energieversorgung bestromt werden kann. Durch die Erwärmung des Heizkörpers wird das Schalenteil 5 erwärmt, um ein Vereisen desselben zu verhindern oder ein Enteisen desselben zu erreichen. Weiterhin ist ein Pyrometer 10 vorgesehen, das im inneren Bereich 7 an einem Trägerbauteil 3 des Strukturbauteils 1 angeordnet ist und auf das Schalenteil 5 gerichtet ist.According to one embodiment, therefore, a structural component of an aircraft with a carrier component 3 and a shell part 5 provided, which has a flow around the outer surface and an inner region 7 having. The structural component further has at least one arranged on the shell part electrothermal radiator, which can be energized by a power supply to this electrically connected. By heating the radiator is the shell part 5 warmed to prevent it from icing up or to de-icing it. Furthermore, a pyrometer 10 provided in the inner area 7 on a carrier component 3 of the structural component 1 is arranged and on the shell part 5 is directed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - US 7202321 B2 [0003] - US 7202321 B2 [0003]

Claims (7)

Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung zur Ermittlung der Temperatur eines Bereichs des Strukturbauteils (1), wobei das Strukturbauteil (1) ein Schalenteil (5) mit einer umströmten Außenfläche und einem inneren Bereich (7) und ein Trägerbauteil (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur-Messvorrichtung aufweist: • ein an einem Trägerbauteil (3) des Strukturbauteils (1) angeordnetes Pyrometer (10), auf einen Bereich an der dem Pyrometer (10) zugewandten Oberfläche des Schalenteils (5) gerichtet ist, und die eine Linsenvorrichtung, die zwischen dem Schalenteil (5) und dem Pyrometer (10) zur Fokussierung der von der dem Pyrometer (10) zugewandten Oberfläche des Schalenteils angegebenen Wärmestrahlung vorgesehen ist, und einen Strahlungssensor zur Erzeugung von Sensorwerten aufgrund der Wärmestrahlung aufweist, • eine Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung, die aus den von dem Strahlungssensor erfassten Sensorwerten Temperaturwerte ermittelt.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device for determining the temperature of a region of the structural component ( 1 ), wherein the structural component ( 1 ) a shell part ( 5 ) with a flow around outer surface and an inner region ( 7 ) and a carrier component ( 3 ), characterized in that the temperature measuring device comprises: • a on a support member ( 3 ) of the structural component ( 1 ) arranged pyrometer ( 10 ), to an area on the pyrometer ( 10 ) facing surface of the shell part ( 5 ), and the one lens device, which between the shell part ( 5 ) and the pyrometer ( 10 ) for focusing the of the pyrometer ( 10 heat radiation provided, and has a radiation sensor for generating sensor values due to the heat radiation, a sensor value processing device which determines temperature values from the sensor values detected by the radiation sensor. Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung eine Vergleichsfunktion aufweist, die Temperaturwerte mit zumindest einem Vergleichswert, der einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil (5) entspricht, vergleicht und einen Signalwert an eine Systemfunktion sendet, wenn der Grenzwert erreicht oder überschritten wird.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device according to claim 1, characterized in that the sensor value processing device has a comparison function, the temperature values with at least one comparison value, the probability of ice formation on the shell part ( 5 ), compares and sends a signal value to a system function when the limit is reached or exceeded. Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schalenteil (5) eine Heizvorrichtung zur Verhinderung einer Eisbildung an dem Schalenteil (5) angeordnet ist und die Systemfunktion derart gestaltet ist, dass diese die Heizvorrichtung einschaltet, wenn der einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil (5) entsprechende Grenzwert überschritten wird.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device according to any one of the preceding claims, characterized in that the shell part ( 5 ) a heating device for preventing ice formation on the shell part ( 5 ) is arranged and the system function is designed such that this turns on the heater when the probability of ice formation on the shell part ( 5 ) corresponding limit is exceeded. Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung kann derart gestaltet ist, dass diese verschiedene Heizstufen erzeugen kann, und die Systemfunktion derart ausgeführt ist, dass das Warnsignal bei dem Vorliegen der höchsten Heizstufe, bei der die maximale Wärmeleistung erzeugt wird, und dem gleichzeitigen Überschreiten des einer Wahrscheinlichkeit einer Eisbildung am Schalenteil (5) entsprechende Grenzwerts erzeugt wird.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device according to claim 3, characterized in that the heating device is designed such that it can generate different heat levels, and the system function is carried out such that the warning signal in the presence of the highest heating level, in the the maximum heat output is generated, and the simultaneous exceeding of the probability of ice formation on the shell part ( 5 ) corresponding limit value is generated. Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberfläche des Schalenteils (5) zumindest eine Heizschicht angeordnet ist, die durch eine Energieversorgungs-Vorrichtung zur Verhinderung von Eisbildung erwärmt werden kann.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that on a surface of the shell part ( 5 ) is arranged at least one heating layer, which can be heated by a power supply device for preventing ice formation. Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelfunktion zur Regelung der Temperatur des von dem Pyrometer (10) erfassten Bereichs des Schalenteils (5) vorgesehen ist, die mit der Sensorwert-Verarbeitungsvorrichtung funktional verbunden ist und von dieser die Temperaturwerte als Eingangsgröße empfängt, die aus Sensorwerten des Pyrometers (10) ermittelt wurden, wobei die Regelfunktion auf der Basis einer Soll-Temperatur des von dem Pyrometer (10) erfassten Bereichs des Schalenteils (5) Kommandosignale an die Energieversorgungs-Vorrichtung erzeugt.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device according to claim 5, characterized in that a control function for regulating the temperature of the pyrometer ( 10 ) detected area of the shell part ( 5 ), which is operatively connected to the sensor value processing device and receives from it the temperature values as an input variable, which are obtained from sensor values of the pyrometer ( 10 ), the control function being based on a setpoint temperature of the pyrometer ( 10 ) detected area of the shell part ( 5 ) Generates command signals to the power supply device. Strukturbauteil (1) eines Flugzeugs mit einer Temperatur-Messvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrometer (10) derart an dem Träger-Bauteil angebracht ist, dass die Lage und/oder die Position des Pyrometers (10) einstellbar ist.Structural component ( 1 ) of an aircraft with a temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the pyrometer ( 10 ) is mounted on the carrier component such that the position and / or the position of the pyrometer ( 10 ) is adjustable.