RU2541548C1 - Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds - Google Patents

Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds Download PDF

Info

Publication number
RU2541548C1
RU2541548C1 RU2013134572/11A RU2013134572A RU2541548C1 RU 2541548 C1 RU2541548 C1 RU 2541548C1 RU 2013134572/11 A RU2013134572/11 A RU 2013134572/11A RU 2013134572 A RU2013134572 A RU 2013134572A RU 2541548 C1 RU2541548 C1 RU 2541548C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
icing
blades
particles
salt
rotor
Prior art date
Application number
RU2013134572/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013134572A (en
Inventor
Тамара Викторовна Тулайкова
Original Assignee
Тамара Викторовна Тулайкова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тамара Викторовна Тулайкова filed Critical Тамара Викторовна Тулайкова
Priority to RU2013134572/11A priority Critical patent/RU2541548C1/en
Publication of RU2013134572A publication Critical patent/RU2013134572A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541548C1 publication Critical patent/RU2541548C1/en

Links

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: proposed method comprises feed of preset amount of NaCl or KCl salt hygroscopic particles in space between spinning rotor blades. Said particles are flooded and enlarged owing to cloud medium to safe sizes to get as salt solution drops onto blades of rotor at spinning. Solution freezing point can be varied to minus 55°C by particle size. Drops are removed from blade surface by centrifugal force or airflow since said force increase with increase in drop radius r.
EFFECT: efficient deicing, decreased consumption of onboard power supply.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области методов и устройств, направленных на ликвидацию или предотвращение обледенения наиболее важных частей летательных аппаратов - несущего винта вертолета. Вертолет находится, как правило, в облачной среде, пересыщенной переохлажденными каплями и водяным паром, которые осаждаются на лопасти и кристаллизуются, что приводит к искажению профиля и уменьшению подъемной силы. Несмотря на достигнутые успехи борьбы с обледенением летательных аппаратов, проблема продолжает быть актуальной [1]. По сравнению с самолетами, наибольшие трудности обледенение доставляет именно вертолетам, для которых высота полетов зачастую совпадает с высотой локализации облаков. К тому же одним из основных достоинств вертолетов является их хорошая маневренность в полете, обусловленная во многом способностью зависать в определенных точках пространства, что практически приводит к увеличению обледенения вертолета. При малых скоростях движения вертолета уменьшается сила воздействия потока воздуха на капли воды на поверхности машины, которая при больших скоростях приводит к срыву осевших капель. Обледенение лопастей несущего винта вертолета наиболее опасно, т.к. приводит к искажению профиля крыла и к уменьшению подъемной силы. Поэтому целью предлагаемого в данном изобретении метода является ликвидация и предотвращение обледенения вращающихся лопастей винтов вертолета, как несущего, так и рулевого. Для доказательства работоспособности предлагаемого метода здесь излагаются также общие принципы механического устройства, которое может реализовать предлагаемый метод.The invention relates to the field of methods and devices aimed at eliminating or preventing icing of the most important parts of aircraft - the rotor of a helicopter. The helicopter is usually located in a cloudy environment, supersaturated with supercooled drops and water vapor, which are deposited on the blades and crystallize, which leads to a distortion of the profile and a decrease in lift. Despite the successes achieved in the fight against icing of aircraft, the problem continues to be relevant [1]. Compared to airplanes, icing is particularly difficult for helicopters, for which the flight altitude often coincides with the height of cloud localization. In addition, one of the main advantages of helicopters is their good maneuverability in flight, due largely to the ability to hang at certain points in space, which practically leads to an increase in icing of the helicopter. At low helicopter speeds, the force of the air flow on water droplets on the surface of the machine decreases, which at high speeds leads to the disruption of settled drops. Icing the rotor blades of a helicopter is most dangerous, because leads to a distortion of the wing profile and to a decrease in lift. Therefore, the purpose of the method proposed in this invention is to eliminate and prevent icing of the rotating rotor blades of the helicopter, both the carrier and the steering. To prove the operability of the proposed method, the general principles of a mechanical device that can implement the proposed method are also described here.

Прототипы данного изобретения, относящиеся к известным методам и устройствам данного назначения, изложены в патентах [2, 3, 4]. К наиболее известным и широко используемым техническим средствам, прежде всего, относятся тепловые противообледенители, использующие электрические нагреватели лобовой кромки лопастей несущих винтов вертолетов. Одна из конструкций такой системы изложена в патенте [2]: «Электротепловая противообледенительная система, например, для лопастей вертолета» (патент РФ №2226481). В патенте перечислены и предыдущие варианты электронагревательных противообледенительных систем лопасти вертолета. Это наиболее широко применяемые в настоящее время системы, однако основным недостатком всех электронагревательных систем и, в частности, прототипа [2] является слишком высокое потребление электроэнергии от бортовой сети питания вертолета системами этого типа, что приводит к потере надежности вертолета. Применяются также жидкостные [5] противообледенители, а также пневматические и другие системы [6]. Противообледенительная жидкость (в практике вертолетов это спирт) поступает на лобовое стекло кабины летчиков, при достаточно большом ее количестве, жидкость смывает оседающие переохлажденные капли воды, не давая им кристаллизоваться. Принципиальным недостатком для длительной работы таких систем является слишком большой вес жидкости, которую необходимо иметь на борту в полете, что невозможно для вертолетов.The prototypes of this invention related to known methods and devices for this purpose are described in patents [2, 3, 4]. The most well-known and widely used technical means, first of all, are thermal de-icers using electric heaters of the front edge of the rotor blades of rotors of helicopters. One of the designs of such a system is described in patent [2]: “Electrothermal de-icing system, for example, for helicopter blades” (RF patent No. 2226481). The patent also lists previous versions of the electric heating anti-icing systems of the helicopter blade. These are the most widely used systems at present, however, the main drawback of all electric heating systems and, in particular, the prototype [2] is the too high power consumption from the helicopter’s on-board power supply system of this type, which leads to a loss of helicopter reliability. Liquid [5] de-icers as well as pneumatic and other systems [6] are also used. The anti-icing liquid (in the practice of helicopters is alcohol) enters the windshield of the cockpit, with a sufficiently large amount of it, the liquid washes away the deposited supercooled drops of water, preventing them from crystallizing. A fundamental disadvantage for the long-term operation of such systems is the too high weight of the liquid that must be carried on board in flight, which is impossible for helicopters.

Наиболее близким к заявляемому является способ, изложенный в патенте-прототипе [3]: «Способ уменьшения обледенения летательных аппаратов» (патент РФ №2228883). Этот способ включает определение до начала полета, с помощью радиозондовых данных и данных активно-пассивного радиолокационного метеорологического зондирования, вертикальных и горизонтальных размеров зон переохлажденных облаков, их скорость и направление движения, определение по измеренным значениям радиояркостной температуры и протяженности зон переохлажденных облаков, их средней водности в радиальном направлении с целью выявления участков облака, потенциально опасных для летательных аппаратов. Вторая стадия этого метода предполагает проведение активных воздействий на указанные зоны возможного обледенения в облаке путем ввода в них (с помощью дополнительного вспомогательного самолета) льдообразующих реагентов CO2, или PbI2, или AgI в количестве 2 кг на каждый 1 км горизонтальной протяженности зоны возможного обледенения. Метод активных воздействий на облака [3, 7] очень сложен для применения его на практике в отдаленных и труднодоступных районах, поскольку требует наличия радиолокатора в зоне работ и дополнительного самолета, который должен сбрасывать указанные частицы для подготовки атмосферного канала (укрупнения капель и их выпадение) для последующего пролета основного летательного аппарата в этом подготовленном (обезвоженном) канале.Closest to the claimed is the method described in the patent prototype [3]: "A method of reducing icing of aircraft" (RF patent No. 2228883). This method includes determining before flight start, using radiosonde data and active passive radar meteorological sounding data, the vertical and horizontal sizes of the zones of supercooled clouds, their speed and direction of movement, determining from the measured values of the brightness and temperature of the zones of supercooled clouds, their average water content in the radial direction in order to identify areas of the cloud that are potentially hazardous to aircraft. The second stage of this method involves conducting active impacts on the indicated areas of possible icing in the cloud by introducing into them (with the help of an additional auxiliary aircraft) ice-forming reagents CO 2 , or PbI 2 , or AgI in the amount of 2 kg for every 1 km of the horizontal extent of the possible icing zone . The method of active impact on clouds [3, 7] is very difficult to put into practice in remote and inaccessible areas, since it requires a radar in the work area and an additional aircraft that must drop these particles to prepare the atmospheric channel (enlargement of droplets and their precipitation) for the subsequent flight of the main aircraft in this prepared (dehydrated) channel.

Физический принцип как настоящего изобретения, так и прототипа [3] состоит в том, чтобы уменьшить водность W среды вблизи несущего винта вертолета посредством ввода в эту область небольшой массы гигроскопических частиц (или льдообразующих - по способу патента [3]). Установлено, что жидко-капельная водность переохлажденных облаков и осадков - W, г/м3, является основным физическим параметром, определяющим интенсивность обледенения - I, мм/мин [8].The physical principle of both the present invention and the prototype [3] is to reduce the water content W of the medium near the rotor of the helicopter by introducing into this region a small mass of hygroscopic particles (or ice-forming particles according to the method of the patent [3]). It was established that the liquid-droplet water content of supercooled clouds and precipitation - W, g / m 3 , is the main physical parameter that determines the icing intensity - I, mm / min [8].

Также известен патент [4] («Способ получения противогололедного препарата». Патент РФ 2212428), определяющий оптимальный состав гигроскопических солей противогололедных препаратов на основе смеси хлоридов для применения их на земле. В патенте предложен состав такого препарата, он содержит хлорид калия 10,5-14,7%, хлорид магния 7,0-9,8%, оксид магния и/или магний металлический 1,0-4,0% (для предотвращения коррозии), вода составляет остальное подавляющее большинство смеси. Основным недостатком метода, с точки зрения летательных аппаратов и настоящего патента, является отсутствие анализа гигроскопичности предлагаемых солей при их попадании в облачную среду.Also known is a patent [4] (“A method for producing an anti-icing preparation.” RF Patent 2212428), which determines the optimal composition of hygroscopic salts of anti-icing preparations based on a mixture of chlorides for use on the ground. The composition of such a preparation is proposed in the patent; it contains potassium chloride 10.5-14.7%, magnesium chloride 7.0-9.8%, magnesium oxide and / or magnesium metal 1.0-4.0% (to prevent corrosion ), water makes up the rest of the vast majority of the mixture. The main disadvantage of the method, from the point of view of aircraft and the present patent, is the lack of analysis of the hygroscopicity of the proposed salts when they enter the cloud.

Техническим результатом при осуществлении заявленного изобретения является удаление или предотвращение слоя льда на лопастях вращающегося несущего или рулевого винта вертолета посредством укрупнения капель воды и удаление их из зоны винта. Предлагаемый метод решения проблемы обледенения вращающихся винтов вертолета заключается в том, что в область между лопастями винта вводится расчетное малое количество измельченной до оптимального размера соли, в частности NaCl и/или KCl, обладающей гигроскопическими свойствами. Подача соли в нужное пространство может осуществляться посредством воздуховодных трубок, расположенных в задней кромке лопастей винта, относительно его вращения, через отверстия оптимального диаметра (см. чертеж). Чертеж показывает схематическую реализацию способа: 1 - вращающиеся лопасти несущего винта с частотой f, О - ось вращения винта, 2 - воздуховоды для подачи гигроскопических частиц, 3 - отверстия в воздуховодах, 4 - частицы соли, обводняющиеся в облачном пространстве между лопастями. Другой возможный вариант такой конструкции обеспечит периодическое впрыскивание воздушно-солевой смеси в определенную точку пространства между вращающимися лопастями, смесь содержится внутри вертолета в баллоне с повышенным давлением, а сопла для впрыскивания выведены на ось вращения выше лопастей или на ограничитель лопасти.The technical result in the implementation of the claimed invention is the removal or prevention of an ice layer on the blades of a rotor rotor or tail rotor of a helicopter by enlarging water droplets and removing them from the area of the screw. The proposed method for solving the problem of icing of rotary helicopter rotors is that an estimated small amount of salt crushed to the optimal size, in particular NaCl and / or KCl, having hygroscopic properties, is introduced into the area between the rotor blades. The supply of salt to the desired space can be carried out by means of air tubes located in the trailing edge of the propeller blades, relative to its rotation, through openings of optimal diameter (see drawing). The drawing shows a schematic implementation of the method: 1 - rotating rotor blades with a frequency f, O - axis of rotation of the screw, 2 - ducts for supplying hygroscopic particles, 3 - holes in the ducts, 4 - salt particles, watered in the cloud between the blades. Another possible variant of this design will provide periodic injection of the air-salt mixture at a certain point in the space between the rotating blades, the mixture is contained inside the helicopter in a cylinder with high pressure, and nozzles for injection are displayed on the axis of rotation above the blades or on the blade stop.

Указанный технический результат достигается тем, что гигроскопические частицы оперативно вводятся непосредственно в пространство между лопастями вращающегося винта вертолета и изменяют в нем свойства водного компонента так, что обледенение лопастей отсутствует. Каждая частица соли обводняется за время, равное 1/f (~0.2 сек), где f - частота вращения винта, и превращается в каплю крупного размера, вбирая в себя всю излишнюю влагу из окружающего каплю индивидуального объема с радиусом L, определяемого диффузионным подводом. Крупные капли безопасны, они либо выпадают из области винта под действием гравитации [3], либо удаляются с лопасти посредством центробежной силы или потоком воздуха, поскольку обе эти силы возрастают с увеличением радиуса r капли, как ~r3, ~r2 соответственно. Эти обводненные солевые капли попадают на последующую лопасть, приходящую в область выброса соли вследствие вращения винта вертолета (см. чертеж). Дополнительным достоинством метода является то, что солевой раствор не вызывает обледенения поверхности лопастей и омывает лопасть, действуя как противогололедный реагент, что обеспечивает дополнительную надежность предлагаемого метода. Следует учесть, что температура замерзания солевого водного раствора, каковым являются обводненные частицы гигроскопической соли, существенно понижается [9], например, для NaCl до -26°С; KCl до -55°С. Конструкция системы выброса воздушно-солевой смеси в нужную точку пространства может быть осуществлена с использованием принципа динамических сирен, состоящих из статора - неподвижного корпуса с отверстием, через которое периодически выходит сжатый воздух с частицами соли в воздуховоды, а также расположенного снаружи вращающего ротора (связанного с лопастями) и устройства обеспечения периодического совпадения отверстий воздуховодов с отверстием в объеме статора, где давление повышено. В объем статора (маломощным насосом ~100 Вт) закачивается воздушно-солевая смесь под давлением, превосходящим атмосферное в 3-5 раз, что обеспечит ее направленное движение по воздуховодам к отверстиям и во внешнюю область. Результирующая масса выбрасываемых гигроскопических частиц может легко регулироваться непосредственно в полете контролируемым образом путем изменения давления в объеме статора с воздушно-солевой смесью, который находится внутри вертолета. Варианты оперативного расчета основных параметров (размер, концентрация, масса) гигроскопических частиц приводится в примере 1.The specified technical result is achieved by the fact that hygroscopic particles are promptly introduced directly into the space between the blades of the rotary rotor of the helicopter and change the properties of the water component in it so that the icing of the blades is absent. Each salt particle is irrigated in a time equal to 1 / f (~ 0.2 sec), where f is the rotational speed of the screw, and turns into a large droplet, absorbing all excess moisture from the individual volume surrounding the droplet with a radius L determined by diffusion supply. Large droplets are safe, they either fall out of the propeller area under the influence of gravity [3], or are removed from the blade by centrifugal force or air flow, since both of these forces increase with increasing radius r of the droplet, like ~ r 3 , ~ r 2, respectively. These flooded salt droplets fall on the next blade coming into the salt ejection area due to the rotation of the helicopter rotor (see drawing). An additional advantage of the method is that the salt solution does not cause icing on the surface of the blades and washes the blade, acting as an anti-icing reagent, which provides additional reliability of the proposed method. It should be noted that the freezing temperature of the saline aqueous solution, which is the flooded particles of the hygroscopic salt, decreases significantly [9], for example, for NaCl to -26 ° С; KCl to -55 ° C. The design of the system of ejection of the air-salt mixture to the desired point in space can be carried out using the principle of dynamic sirens, consisting of a stator - a fixed housing with an opening through which periodically compressed air with salt particles enters the air ducts, and also a rotor located outside the rotor (associated with blades) and devices to ensure periodic coincidence of the openings of the ducts with the hole in the stator volume, where the pressure is increased. An air-salt mixture is pumped into the stator volume (with a low-power pump ~ 100 W) under a pressure exceeding atmospheric pressure by 3-5 times, which will ensure its directed movement through the air ducts to the holes and to the external region. The resulting mass of ejected hygroscopic particles can be easily adjusted directly in flight in a controlled manner by changing the pressure in the volume of the stator with the air-salt mixture inside the helicopter. Options for the operational calculation of the main parameters (size, concentration, mass) of hygroscopic particles are given in example 1.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной противообледенительной системы, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art cited by the applicant made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all the features of the claimed anti-icing system. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty."

Предложенный способ отличается от известных технических решений, изложенных в прототипах. В предлагаемом методе, по сравнению с прототипом [2], основной эффект отсутствия обледенения достигается абсолютно иным физическим способом и при снижении энергопотребления более чем в 100 раз, что повышает надежность пилотирования летательного аппарата. По сравнению с [3], предлагаемый метод существенно проще в применении и потребует лишь небольшого количества реагента (~1÷50 кг/час) для его ввода непосредственно в область несущего винта. По сравнению с [4], данный патент указывает необходимый алгоритм расчета размера и массы гигроскопических частиц именно в облачных средах.The proposed method differs from the known technical solutions described in the prototypes. In the proposed method, in comparison with the prototype [2], the main effect of the absence of icing is achieved by a completely different physical method and by reducing energy consumption by more than 100 times, which increases the reliability of piloting the aircraft. Compared with [3], the proposed method is much simpler to use and will require only a small amount of reagent (~ 1 ÷ 50 kg / h) to enter it directly into the area of the rotor. Compared with [4], this patent indicates the necessary algorithm for calculating the size and mass of hygroscopic particles in cloud environments.

Проведенный поиск известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показал отсутствие совпадения. Поскольку не выявлена известность существенных признаков предлагаемого в данном патенте метода на достижение указанного технического результата, заявляемое техническое решение соответствует условию изобретательский уровень.The search for known solutions in this technical field in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the features of the claimed technical solution, showed a lack of coincidence. Since the fame of the essential features of the method proposed in this patent for achieving the specified technical result has not been identified, the claimed technical solution meets the condition of an inventive step.

Использование предлагаемого метода в промышленности обеспечит положительный технико-экономический эффект, существенно повысит надежность пилотирования вертолетов в сложных метеоусловиях.Using the proposed method in industry will provide a positive technical and economic effect, significantly increase the reliability of helicopter piloting in difficult weather conditions.

Для реализации предлагаемого способа необходимо произвести следующие последовательные действия. Вначале необходимо оценить параметр водности облака W на основе показаний прибора или из метеорологических данных. Затем нужно рассчитать необходимую концентрацию частиц вносимой соли (для частиц заготовленного размера r≈1, 10 или 50 мкм) по одному из известных алгоритмов, например аналогично расчетам приведенного здесь примера. Заключительное действие для осуществления данного способа заключается во введении рассчитанного количества соли в пространство между лопастями посредством механической системы подачи воздушно-солевой смеси, основные принципы которой описаны здесь выше.To implement the proposed method, it is necessary to perform the following sequential steps. First, it is necessary to estimate the cloud water content parameter W on the basis of the instrument readings or from meteorological data. Then you need to calculate the required concentration of particles of the introduced salt (for particles of the prepared size r≈1, 10 or 50 μm) according to one of the known algorithms, for example, similarly to the calculations of the example given here. The final action for the implementation of this method is to introduce the calculated amount of salt into the space between the blades by means of a mechanical air-salt mixture supply system, the basic principles of which are described here above.

Пример 1 расчетов для реализации методаExample 1 calculations for the implementation of the method

Поскольку в облаках обычно содержится большое количество воды, характеризуемое параметром водности среды W≈0.1-20 г/м3, показано и точно рассчитано, например, по алгоритму [10], что достаточно ввести малое количество гигроскопической соли, которая обводняется в облаке, для существенного понижения водности обработанного пространства за счет гравитационного вывода укрупненных капель. Расчеты обводнения твердых гигроскопических частиц, например, солей NaCl (и KCl) по алгоритму Седунова [10] показывают, что частицы с начальным радиусом 10 мкм увеличиваются до 22 мкм (22.2 мкм) при водности облачного пространства W=1 г/м3 за время τ=0.2 сек между выбросом соли в пространство и приходом следующей лопасти из-за вращения. Отсюда концентрация капель получающегося раствора составит около 200 г/л, он попадает на последующую лопасть вращающегося винта, температура кристаллизации такого раствора составит -15°С [9]. Температура в облаке в интервале Т=-15-0°С не оказывает существенного влияния (2.2%) на гигроскопический рост частиц соли. Расчет необходимой концентрации n и общей массы М гигроскопических частиц для ввода в область вращающейся лопасти учитывает диффузионный подвод воды к частице соли из ее индивидуального объема с радиусом L. Расчет может быть проведен по формулам (1-3):Since clouds usually contain a large amount of water, characterized by a medium water content parameter W≈0.1-20 g / m 3 , it has been shown and precisely calculated, for example, according to the algorithm [10], that it is enough to introduce a small amount of hygroscopic salt, which is flooded in the cloud, for a significant decrease in the water content of the treated space due to the gravitational withdrawal of enlarged drops. Calculations of watering solid hygroscopic particles, for example, NaCl (and KCl) salts using the Sedunov algorithm [10] show that particles with an initial radius of 10 μm increase to 22 μm (22.2 μm) with a cloud water content of W = 1 g / m 3 over time τ = 0.2 sec between the release of salt into space and the arrival of the next blade due to rotation. From here, the concentration of droplets of the resulting solution will be about 200 g / l, it falls on the subsequent blade of a rotating screw, the crystallization temperature of such a solution will be -15 ° C [9]. The temperature in the cloud in the range T = -15-0 ° C does not significantly affect (2.2%) the hygroscopic growth of salt particles. The calculation of the required concentration n and the total mass M of hygroscopic particles to enter into the region of the rotating blade takes into account the diffusion supply of water to the salt particle from its individual volume with radius L. The calculation can be carried out according to formulas (1-3):

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Здесь коэффициент турбулентной диффузии в воздух D=2 см2/сек, время диффузии в индивидуальном объеме частицы между приходом вращающихся лопастей τ=1/f=0.21 сек, R=10 м - длина лопасти вертолета, h=2 м - толщина захватываемого лопастью воздуха за время τ, rs=10 мкм - первоначальный радиус частиц соли, ρs=2 г/см3 плотность соли, t1=1 час - единица времени один час. По формуле (1) получаем L=6.5 мм - характерный радиус диффузионного подвода влаги к каждой гигроскопической частице, по (2) количество частиц соли, введенное в область винта за 1 сек, n=5.5·108. В приведенном примере получаем расчетную массу соли около М=17 кг/час. Указанная масса может быть уменьшена вследствие экспериментов за счет учета эффектов растекания незамерзающего солевого раствора и его стекания с лопастей. В отрасли науки об активных воздействиях на облачную среду с целью увеличения осадков в настоящее время разработано большое количество различных гигроскопических частиц, которые также могут применяться для целей данного патента.Here, the coefficient of turbulent diffusion into the air is D = 2 cm 2 / sec, the diffusion time in the individual particle volume between the arrival of the rotating blades is τ = 1 / f = 0.21 sec, R = 10 m is the length of the helicopter blade, h = 2 m is the thickness of the trapped blade air over time τ, r s = 10 microns - the initial radius of the salt particles, ρ s = 2 g / cm 3 the density of salt, t 1 = 1 hour - unit of time one hour. By the formula (1) we obtain L = 6.5 mm - the characteristic radius of the diffusion supply of moisture to each hygroscopic particle, according to (2) the number of salt particles introduced into the screw region in 1 sec, n = 5.5 · 10 8 . In the above example, we get the estimated salt mass of about M = 17 kg / h. The specified mass can be reduced due to experiments by taking into account the effects of spreading non-freezing saline and its runoff from the blades. In the field of science on the active effects on the cloud in order to increase precipitation, a large number of different hygroscopic particles have been developed that can also be used for the purposes of this patent.

ЛитератураLiterature

1. Володко A.M. Вертолет в усложненных условиях эксплуатации. М.: Книжный дом, 2007.1. Volodko A.M. Helicopter in difficult operating conditions. M .: Book House, 2007.

2. RU 2226481 C1, 19.07.2002.2. RU 2226481 C1, 07/19/2002.

3. RU 2228883 C2, 11.01.2002.3. RU 2228883 C2, 01/11/2002.

4. RU 2212428 C1, 25.04.2002.4. RU 2212428 C1, 04.25.2002.

5. RU 2191199 C2, 26.08.1998.5. RU 2191199 C2, 08.28.1998.

6. Тенишев Р.Х. и др. Противообледенительные системы летательных аппаратов. Основы проектирования и методы испытаний. М.: Машиностроение, 1967.6. Tenishev R.Kh. and other anti-icing systems of aircraft. Design Basics and Test Methods. M .: Engineering, 1967.

7. RU 2295231 C1, 07.07.2005.7. RU 2295231 C1, 07.07.2005.

8. Мазин И.П. Физические основы обледенения самолетов. М.: Гидрометеоиздат, 1957.8. Mazin I.P. The physical basis of icing aircraft. M .: Gidrometeoizdat, 1957.

9. Зелинская Е.В., Воронина Е.Ю. Теоретические аспекты использования гидроминерального сырья. М.: Академия Естествознания, 2009.9. Zelinskaya E.V., Voronina E.Yu. Theoretical aspects of the use of hydromineral raw materials. M .: Academy of Natural Sciences, 2009.

10. Седунов Ю.С. Физика образования жидко-капельной фазы в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1972.10. Sedunov Yu.S. Physics of the formation of a liquid droplet phase in the atmosphere. L .: Gidrometeoizdat, 1972.

Claims (5)

1. Способ удаления и предотвращения обледенения несущего винта вертолета, включающий подачу гигроскопических частиц, в частности NaCl или KCl, непосредственно в пространство между вращающимися лопастями.1. A method of removing and preventing icing of the rotor of a helicopter, comprising feeding hygroscopic particles, in particular NaCl or KCl, directly into the space between the rotating blades. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гигроскопические микрочастицы обводняются и укрупняются за счет облачной среды до безопасных размеров и попадают на лопасти винта при его вращении в виде капель солевого раствора, температуру замерзания которого можно варьировать вплоть до -55°С размером вводимых частиц соли.2. The method according to claim 1, characterized in that the hygroscopic microparticles are flooded and enlarged due to the cloud to a safe size and fall on the rotor blades during its rotation in the form of drops of saline, the freezing temperature of which can be varied up to -55 ° C in size injected salt particles. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что укрупненные капли удаляются из области винта и с его лопастей за счет сил гравитации, центробежной и силы лобового сопротивления потоку воздуха, поскольку эти силы возрастают с увеличением радиуса капли как ~r3, r3, r2 соответственно.3. The method according to claim 1, characterized in that the coarse droplets are removed from the screw region and from its blades due to gravitational forces, centrifugal and frontal drag forces to the air flow, since these forces increase with increasing droplet radius as ~ r 3 , r 3 , r 2, respectively. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эффект отсутствия обледенения достигается без непосредственного нагревания лопастей, что значительно уменьшает энергопотребление от бортового источника и увеличивает надежность полета.4. The method according to claim 1, characterized in that the effect of the absence of icing is achieved without directly heating the blades, which significantly reduces the power consumption from the on-board source and increases the reliability of the flight. 5. Способ по п.1, отличающийся возможностью быстро усилить антиобледенительный эффект в полете, увеличив массу вводимых частиц за счет увеличения давления в системе от 3 до 5 атмосфер в исходном баллоне с воздушно-солевой смесью. 5. The method according to claim 1, characterized in the ability to quickly enhance the anti-icing effect in flight, increasing the mass of introduced particles by increasing the pressure in the system from 3 to 5 atmospheres in the original cylinder with an air-salt mixture.
RU2013134572/11A 2013-07-24 2013-07-24 Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds RU2541548C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013134572/11A RU2541548C1 (en) 2013-07-24 2013-07-24 Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013134572/11A RU2541548C1 (en) 2013-07-24 2013-07-24 Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013134572A RU2013134572A (en) 2015-01-27
RU2541548C1 true RU2541548C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53281260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013134572/11A RU2541548C1 (en) 2013-07-24 2013-07-24 Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541548C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771410C2 (en) * 2017-11-28 2022-05-04 Зодиак Аэротекник Method for detecting presence of ice crystals in environment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131250A (en) * 1977-06-13 1978-12-26 Binckley Earle T Helicopter blade ice protection systems
EP1124721A1 (en) * 1998-10-27 2001-08-22 Trustees of Dartmouth College Systems and methods for modifying ice adhesion strength
RU74170U1 (en) * 2007-11-22 2008-06-20 Александр Аркадьевич Брук WIND ENGINE
US7926763B2 (en) * 2005-05-16 2011-04-19 Textron Innovations Inc. Ice management system for rotary-wing aircraft
RU2466064C2 (en) * 2006-10-09 2012-11-10 Еврокоптер Method and device to prevent aircraft skin icing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131250A (en) * 1977-06-13 1978-12-26 Binckley Earle T Helicopter blade ice protection systems
EP1124721A1 (en) * 1998-10-27 2001-08-22 Trustees of Dartmouth College Systems and methods for modifying ice adhesion strength
US7926763B2 (en) * 2005-05-16 2011-04-19 Textron Innovations Inc. Ice management system for rotary-wing aircraft
RU2466064C2 (en) * 2006-10-09 2012-11-10 Еврокоптер Method and device to prevent aircraft skin icing
RU74170U1 (en) * 2007-11-22 2008-06-20 Александр Аркадьевич Брук WIND ENGINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771410C2 (en) * 2017-11-28 2022-05-04 Зодиак Аэротекник Method for detecting presence of ice crystals in environment

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013134572A (en) 2015-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111392066B (en) Helicopter rotor model icing wind tunnel test method
Kraj et al. Measurement method and results of ice adhesion force on the curved surface of a wind turbine blade
Ackerman et al. High ice water content at low radar reflectivity near deep convection–Part 2: Evaluation of microphysical pathways in updraft parcel simulations
Alekseenko et al. Mathematical modeling of ice body formation on the wing airfoil surface
RU2541548C1 (en) Elimination and prevention of helicopter rotor icing in clouds
Waldman et al. High-speed imaging to quantify the transient ice accretion process on a NACA 0012 airfoil
RU2432559C1 (en) Air-cooling apparatus for investigating ice formation in objects
Telford et al. The dynamical and liquid water structure of the small cumulus as determined from its environment
Stewart et al. Some characteristics of the precipitation formed within winter storms over eastern Newfoundland
US4131250A (en) Helicopter blade ice protection systems
CN107200138A (en) Icing signal detecting device
Kocmond IV. DISSIPATION OF NATURAL FOG IN THE ATMOSPHERE
CN113834684B (en) Snowfall environment simulation system and method for aviation aircraft test
Kollár et al. Wind-tunnel investigation of icing of an inclined cylinder
WO2012098809A1 (en) Anti-ice device, wing, aircraft, and anti-ice method
Bottyán Estimation of structural icing intensity and geometry of aircrafts during different conditions
RU2228883C2 (en) Method of reduction of danger of icing of flying vehicles
RU2504502C1 (en) Method of aircraft wings deicing
Claus et al. New methods for helicopter for free flight inside clouds and precipitation enhancement
CN207433810U (en) Icing detector
Foster et al. Ice crystals produced by expansion: experiments and application to aircraft-produced ice
Dhulipalla et al. An Experimental Study to Characterize the Effects of Ice Accretion on the Performance of an UAV Propeller
Venkataramani et al. Inclement weather considerations for aircraft engines
Yao et al. Application of LED Light Source in the Flow Imaging
Yang et al. In the wind tunnel simulation defroster control study

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150725