JPS60244698A - 航空機プロペラの着氷防止システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、航空機プロペラの？″ｉ氷防市防上テム、一
層詳細には、電気ヒータが焼損しないように保護されて
いる着氷防１Ｆシステムに係る。

発明のｌＮ景 航空機プロペラの着氷の有害な影響はよく知られており
、このＪ、うな影響を最小化するため、電気ヒータによ
るプロペラの加熱が以前から行われている。典型的に、
このようなヒータはプロペラ羽根、スピナ及び後部ボデ
ィの中に埋め込まれており、航空機の操縦者により手動
で、若しくは着氷セン９により自動で通電される。

プロペラヒータの熱出力は、ヒータを冷却する空気の流
れがプロペラ表面に存在する正常運転条件下で氷を融解
させ、若しくは着氷を防止するのに十分に大きくなけれ
ばならないつこのような冷却を補償するためには、ヒー
タの熱出力はこのような空気の流れが存在しないときに
着氷防止及び除氷のために必姫とされる熱出力よりもか
なり大きくなければならない。従つＣ１プロペラ表面に
空気の流れが存在しない簡又は僅かしか存在しない時、
例えば地上で整備中にヒータが意図ににらずに通電され
ると、ヒータの焼」［］が生じ易い。

航空機が地上にある時のヒータ焼損を防止するだめの公
知の対策は、航空機の重量がその着陸装置により支えら
れている時にプロペラヒータをその電力源から遮断する
スイッチを設けることを含んでいる。しかし、航空機が
整備のためにジヤツキ・アップされており、着陸装置が
航空機の重Ｗを支えない時には、このスイッチはヒータ
への誤った電力供給をｔ′１ず。

プロペラ回転の条件下でのみプロペラヒータに通電する
ための他の公知の対策は、ブ［１ベラ内に担持されプロ
ペラに機械的に結合されている小さい発電機によりヒー
タに通電し、それによりプロペラが回転していｔ↑い時
には電力がプロペラに供給されないようにづることを含
んでいる。この対策により、プロペラが回転していない
時の地上ぐの偶然のヒータ焼損が防止される（〕れども
、このような補助的発電機の装備はプロペラシステムの
重量、複雑さ及び費用をかなり人きくする。

発明の開示 本発明の目的は、簡単で、経麿的Ｃ１航空機重吊と着陸
装置の長さの間の関係に無関係な方法により、プロペラ
表面の空気の流れが不十分な条件のもとてプロペラヒー
タの焼損を防止することである。

本発明によれば、プロペラの回転と同期でるパルス状信
号がプロペラ回転速度の指示として用いられ、プロペラ
の回転速度か所定の値以下に低下した時にはプロペラを
電力源から遮断する作用をＪる。好ましい実施態様では
、パルス状信号はプロペラと共に回転する永久磁石によ
ってプロペラ内部の固定」イルに誘導作用により生ずる
パルス状電圧を含んでいる１、誘導作用により生じた電
圧パルスは信号処理回路に入力信号として与えられ、こ
の信号処理回路が入力信号の周波数を基準周波数と比較
して、両信号の間の負荷を示ｉ出力信号を制御回路に与
える。若し回転の周波数が基準周波数よりも１）ければ
、プロペラがその表面を空気の流れにより十分に冷却さ
れる条（’Ｉのもとに運転していることが示され、信号
処理回路からの出力信号が制御回路を介してプロペラヒ
ータを電力源に接続する。若し回転の周波数がＪｉ、　
ｉｌ（周波数よりも低（プれば、プロペラがその表面を
空気の流れにより十分に冷却されない条件のもとに運転
していることが示され、信号処１！［！回路からの出力
が制御回路を介してブＯベラヒ〜りを電力源から遮断し
て、ヒータの焼損を防止σる。このようなプロペラヒー
タ保護は公知のプロペラ加熱及び制御システム内で単に
信号処理回路をシステムに追加することにより簡単且軽
済的に行われる。信号処理回路は正常運転条（’Ｉ下で
プロペラと−タに周期的に通電するのに用いられるソリ
ッドステー１−・タイマの変更により簡単に追加され得
る。

発明を実施するための最良の形Ｓ及び産業上の応用可能
性 図面を参照すると、電気的に加熱される航空機プロペラ
５は常時開路スイッチ１５及びブラシースリップリング
組立体２０により電力源１０に電気的に接続されている
。７１：Ｉベラ表面の着氷防ＩＦが必要とされる時、ス
イッチ制御手段２５がスイッチ１５を閉じ、７１Ｎベラ
ヒータが電力源１０により電力を供給される。ブ［１ベ
ラからのパルス状電気信号に一応答づる信号処理子＋ｕ
　３０がスイッチ制御手段２５に入ツノ信号を与え、そ
れによりヒータ焼損の防止のために、プロペラ速度がプ
ロペラ表面に十分な空気の流れを生ずるのに必要とされ
る速度よりも低い時には、スイッチ１５を開く。

プロペラ５はそれぞれ電気ヒータを埋め込まれている複
数個の羽根３５を含んでいる。電気ヒータの一つが参照
符号４０を（ｔ　ｂて示されている。

プロペラ羽根はそれとＪ（に回転ける空気力学的スピナ
４５により覆われたハブから延びている。スピナはその
先端部にヒータ５０を設けられており、また一つ又は複
数個のヒータ５５がそのボディ内に設けられている。９
０型的に、回転しない後部ボディ６０に於ける着氷はそ
の内部に埋め込まれている抵抗ヒータ６５により防止さ
れる。強磁性鉄心７５の周りに巻かれた非回転コイル７
０がスビす４５の内部に配置され（いる。スビノ−の内
部に取付（プられた永久蜆行８ｏがスビノの回転の′、
）とコイルを通過して、コイル内にパルス状電気信号を
誘導作用によっつ牛じさＵ、この信号が導線８５を通じ
て信号処理回路３０にりえられる。。

プロペラヒータは導線９０．９！ｊ及び１００にＪ：リ
ブラシ〜スリップリング組）′１体９０に接続されＣい
る。組立体２０はブラシ１２０．１２５）及び１３０に
より電気的に接触されるスリップリング１０５．１１０
及び］１５を含んＣいる。／ラシは後で一層詳柵に説明
する什り′Ｃ″スイッヂ制御手段２５により駆動される
スイッチ１５に接続されている。スイッチ１５はスイッ
チ１５０．１５５及びｌ　６０を右！Ｊ　ルＳＫｉ　１
３５．１４０＆び１４５により電力源１０に接続されて
いる。スイッチ１５０／１６０は航空機操縦室の１ノ９
部に配置され、プロペラヒータに対する主スィッチどし
て操縦者により駆動される。

スイッチ１らは導線１８０，１８５及び１９０により接
続されているタイマ（シーケンサ）１７５／〕日うのタ
イミング人力信号により（ｑ勢されるソレノイド１６１
，１６乏５及び１７０により開閉される。タイマ１７５
４１タイミング及びシーケンジグ回路２００とこの回ｆ
ｆｌ　２００への入力信号に応答し開閉づる電子スイッ
チ２０６．２０７及び２０９を含むスイッチ回路２０　
りとを含んでいる。

このタイマは常時開路スイッチ２１５を有する導線２１
２を通じて低電圧電源２１０により付勢される。スイッ
チ２１５は導線２２５を通じて接続されている信号処理
回路３０から入力信号を受けるソレノイド２２０により
閉じられる。信号処理回路３０は導線８５を通じて］イ
ル７０からバンス状信号を入力信号として与えられる周
波数カウンタ２３０を含んでいる。ブ１コペラの回転速
度を示ず周波数カウンタ２３０からの出ツノ信号は導線
２４０を通じて加え合わせ点又は差形成回路２３５に与
えられる。加え合わせ゛点２３５は周波数カウンタから
の出力信号の周波数と、プロペラ表面の空気の流れがヒ
ータ焼損の危険を最小化する最低プロペラ速度を示す基
準周波数どの間の差を形成づる。この差は導線２４７を
通じＣデジタルメモリ又はアナログ関数発生器２／１５
に与えられる。

図面に示されているように、メ１す２／Ｉ５は、電気の
差が正である時にスイッチ２２１５を駆動づるためソレ
ノイド２２０に４１　ＰＡ　２２　：＞を通じて正の出
力信号を与える。周波数カウンタの出ノｊ信号が見準周
波数よりも低い場合には、角の入力信号がら５２３５に
よりメモリ２４５に与えられ、それにより零の出力信号
がメモリからソ１ツノイド作動器２２０に与えられる。

航空機の運転中にプロペラにね氷の可能性がある人気条
件下ｒは、プ１」ベラ５を有する航空機の操縦者がスイ
ッチ１５０乃至１６０を閉じて、スイッチ１５にミノＪ
を与える。ツレノーイド１６′１〜１７０のイ」勢によ
るスイッチ１５の開路は１ラシ一スリツプリング組立体
２０を通じ″Ｃ電力源にヒータ４０．５０．５５及び６
５を電気的に接続りる。当業省に知られているように、
着氷防止（プロペラ表面への着氷を防止するためのヒー
タの連続的通電）も除氷（プロペラ表面の氷の４４首を
緩まぜて遠心ツノにより投げ飛ぼりためのヒータの周期
的通電）も用いられている。す１！型的に、先端及び後
部ボディのヒータは着氷防止モードで連続的に通電され
、他方スピナ及び羽根のヒータは除氷モードで周期的に
通電される。ヒータの周期的通電はそれぞ゛れタイマ及
びスイッチング回路２００により制御される。タイマ２
６０は除氷の目的でヒータ４０及び５５と相合されＣい
るスイッチ２０７及′び２０９を周期的にｔ？ｔｌ閉づ
−るようにプログラムされＣいるが、他方に於てスイッ
チ２０６を連続的に閉路状態に保つこと（ごよりヒータ
５０及び６５を連続的に通電状態に保゛つ。タイマｌ＼
の電ツノ供給はスイッチ２１５の開路により維持されて
いる。

プロペラが回転していない場合には、コイル７０からの
出力は存在せず、周波数カウンタ２３０の出力周波数は
零ぐあり、また１１１１λ合わ１点２３５の出）〕は負
である。その結果、メモリ２４５の出力は零となり、ソ
レノイド２２０は付勢されず、スイッチ２１５は開かれ
ており、それによりタイ７１７５　Ｇ；Ｌ電源２１０か
ら遮断されている。その結束、タイミング及びスイッチ
回路は電１Ｆを供給されず、電−ｒスイッチ２０６−・
２０９を聞く。従って、ソレノイド作動器１６１乃〒１
７０　ｉ；Ｌ（１勢されず、スイッチ１１〕は聞かれて
おり、でれにより電力源１０からのヒータの通電を田Ｊ
ｌ’　Ｌ　Ｕ、たとえ操縦室のスイッチが不注意に閉じ
られているとしても、偶然のヒータの焼損の危険を最小
化する。コイル出ノ〕信号の周波数が基準周波数よりも
低いときには常にメ七り２４５の出力が零であり、スイ
ッチ２１５及び２０６〜２０９が開いているので、スイ
ッチ１５の閉路及びプロペラヒータの通電は阻止される
。コイル７０からのパルス状信号の周波数が基準周波数
Ｊ：りも高い時には正常・なプロペラ作動が示され、メ
モリ２４５の出力がソレノイド作動器１２０を付勢し、
スイッチ２１５を閉じて、ターイミング回路２００及び
スイッチング回路２０５５を（＝Ｊ勢りる。その結束、
ソレノイド１６１乃至１７０がイ」勢され、スイッチ１
５を閉じるので、プロペラヒータは操縦室スイッチ１５
０乃至１６０を手動で閉じる（二とにより通電され帽る
。

本発明によれば、ブ１］ベラヒータの偶然の焼損が、ヒ
ータに通電づるための発電機の追加に伴う費用、複雑さ
及び重■の増大無しに有効に最小化され得る。更に、本
発明により行われるヒータ保護は航空機重量と着陸装置
の長さとの間の関係に無関係である。不発明は、単にタ
イマ１７５に安価でコンパクトなソリッドステートの信
号処理回路を追加することにより既存のプロペラヒータ
システムに実施され得る。更に、プロペラと同期してい
るコイル７０からの出力の利用は本発明のよるシステム
の経演竹を高める。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとっ−Ｃ明らかであろう。例えば、特定のヒータ
配置を有する単一のプロペラについて説明してきたが、
本発明が所望のヒータ配置を有する多重のプロペラにも
用いられ得ることは理解されよう。更に、プロペラ回転
速麿を示Ｊパルス状（ｒｆ　ｆ３を発！１−させるため
に一１イル及び永久磁ｔ１を用いるものとして説明して
さたが、他の秤々の手段が）ＩＪベラの回転とＦ６Ｊ　
ｌ１ｌＪ　ｇる信Ｖ３の発生のために用いられ得ること
は理解されよう。

同様に、個別の周波数カウンタ、加え合わＵ点及びメモ
リを用いるものとして説明してきたが、回転の周波数が
塁ｉ１を周波数よりも低い時にゾ［１ペラヒ一タ回路へ
の通電を不可ｎｌｉにする等価な機能を有する仙の種々
の構成要素が用いられ得ること【Ｊ、理解されよう。上
記及び他の変形は、特許請求の範囲に記載されている本
発明の範囲に属ηるものとする。

’１．図面）ｒｆｌＪＪｊな説明 図面は本発明によりヒー　タ焼損を保護されているプロ
ペラ着氷防止システムのＩ型図である。

５・・・プロペラ、１０・・・電力源、１５・・・常時
閉路スイッチ、２９・・・ブラシースリップリング組立
体。

５・・・スイッチ制御手段、３０・・・信号処理回路、
３５・・・プロペラ羽根、４０・・・ヒータ、４５・・
・スピナ。

５０．５５・・・ヒータ、６０・・・後部ボディ、６５
・・・ヒータ、７０・・・非回転」イル、７５・・・強
磁性鉄心。

８０・・・永久磁石、１０；う、１１０．１１５・・・
スリップリング、１２０．１２り、１３３０・・・ブラ
シ。

１５０．１５５．１６０・・・スイッチ、１６１．１６
５．１７０・・・ソ１ツメイド、１７５・・・タイ、マ
、２００・・・タイミング及びシークンリング回路、２
０５・・・スイッチング回路、２０６．２０７．２０９
・・・スイッチ、２１０・・・低電圧電源、２１５・・
・常時閉路スイッチ、２２０・・・ソレノイド１−２３
０・・・周波数カウンタ、２３５・・・加え合わせ点、
２４５・・・メモリ 特許出願人　ユナイデッド・デクノロシーズ・コーポレ
イション 代　埋　人　弁　理　士　明　石　昌　毅第１頁の続き ［相］発　明　者　ピータ−・ジョン・ヴオゾラ アメリカ合衆国コネチカット州、ウィンザーｅロツクス
、タフト−レーン　１８０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも一つの電気ヒータをｊ！Ｉ！め込まれており
   、またブ［１ベラ回転速度を示すパルス状電気信号を発
   生するための信号手段を含んでいる航空機プロペラの着
   氷防止システムに於て、 前記電気ヒータを電）ｊ源に接続づるためのスイッチと
   、 前記パルス状電気信号の周波数が基準周波数よりも低い
   時に前記電気ヒータを前記電力源から遮断するべく前記
   支イッチを駆動するために前記パルス状電気信号に応答
   する制御手段とを含んでおり、それにより前記プロペラ
   の四転速爪が前記基準周波数に相応する所定の値よりも
   低い時に前記電気ヒータに通電することによる前記電気
   ヒータの焼損を防止することを特徴とする航空機プロペ
   ラの着氷防１１ニシステム。