(57)【要約】  複数のブレードを有する少なくとも１つのロータ（１５）を備えた航空機のための着氷管理システムに於いて、ロータ（１５）外の航空機の部分に設けられた、ＡＣ電力を供給するためのＡＣ電力供給装置（１３）が備えられる。コンバータが、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、少なくとも１つの着氷防止装置がロータに設けられ、ＤＣ電力により作動する。【選択図】  図１
2008540253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを有する少なくとも１つのロータを備えた航空機のための着氷管理システムであって、
前記ロータ外の前記航空機の部分に設けられた、ＡＣ電力を供給するためのＡＣ電力供給装置と、
前記ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するためのコンバータと、
前記ロータに設けられ、前記ＤＣ電力により作動する少なくとも１つの着氷防止装置とを有することを特徴とする着氷管理システム。
【請求項２】
前記コンバータへの前記ＡＣ電力の流れを制御するＡＣスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の着氷管理システム。
【請求項３】
前記ＡＣスイッチがソリッドステート・リレーからなることを特徴とする請求項２に記載の着氷管理システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの着氷防止装置への前記ＤＣ電力の流れを制御するＤＣスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の着氷管理システム。
【請求項５】
前記ＤＣスイッチが絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタからなることを特徴とする請求項４に記載の着氷管理システム。
【請求項６】
前記コンバータへの前記ＡＣ電力の流れを制御する、前記ロータ外に設けられたＡＣスイッチと、
前記少なくとも１つの着氷防止装置への前記ＤＣ電力の流れを制御する、前記ロータに設けられたＤＣスイッチとを更に有することを特徴とする請求項１に記載の着氷管理システム。
【請求項７】
前記コンバータから前記ロータに向けて前記ＤＣ電力を導通させるためのスリップリング・コネクタを更に有することを特徴とする請求項１に記載の着氷管理システム。
【請求項８】
前記コンバータがブリッジ整流器からなることを特徴とする請求項１に記載の着氷管理システム。
【請求項９】
航空機であって、
複数のブレードを有する少なくとも１つのロータと、
前記ロータ外の前記航空機の部分に設けられた、ＡＣ電力を供給するためのＡＣ電力供給装置と、
前記ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するためのコンバータと、
前記ロータに設けられ、前記ＤＣ電力により作動する少なくとも１つの着氷防止装置とを有することを特徴とする航空機。
【請求項１０】
前記コンバータへの前記ＡＣ電力の流れを制御するＡＣスイッチを更に有することを特徴とする請求項９に記載の航空機。
【請求項１１】
前記ＡＣスイッチがソリッドステート・リレーからなることを特徴とする請求項１０に記載の航空機。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの着氷防止装置への前記ＤＣ電力の流れを制御するＤＣスイッチを更に有することを特徴とする請求項９に記載の航空機。
【請求項１３】
前記ＤＣスイッチが絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタからなることを特徴とする請求項１２に記載の航空機。
【請求項１４】
前記コンバータへの前記ＡＣ電力の流れを制御する、前記ロータ外に設けられたＡＣスイッチと、
前記少なくとも１つの着氷防止装置への前記ＤＣ電力の流れを制御する、前記ロータに設けられたＤＣスイッチとを更に有することを特徴とする請求項９に記載の航空機。
【請求項１５】
前記コンバータから前記ロータに向けて前記ＤＣ電力を導通させるためのスリップリング・コネクタを更に有することを特徴とする請求項９に記載の航空機。
【請求項１６】
前記コンバータがブリッジ整流器からなることを特徴とする請求項９に記載の航空機。
【請求項１７】
航空機のロータに設けられた着氷防止装置を運転する方法であって、
コンバータにＡＣ電力を供給するステップと、
前記ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するステップと、
前記ロータに設けられた少なくとも１つの着氷防止装置に前記ＤＣ電力を供給するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
ＡＣスイッチを用いて前記コンバータへの前記ＡＣ電力の流れを制御するステップを更に有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ＤＣスイッチを用いて前記少なくとも１つの着氷防止装置への前記ＤＣ電力の流れを制御するステップを更に有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＡＣ電力を供給する前記ステップが、少なくとも２つの互いに独立したＡＣ電力源の１つからＡＣ電力を供給するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＡＣ電力源の他方に選択的に切り替えるステップを更に含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に着氷管理システムに関し、特に回転翼航空機のための着氷管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
着氷管理システムは、固定翼航空機のために従来から利用されているが、ヘリコプターやティルトロータ等の回転翼航空機のためには、それ程広く利用されていない。ヘリコプターには、通常、重量、構造の複雑或いはコストなどの理由で、除氷装置や着氷防止装置等からなる着氷防止システムが装備されていない。更に、着氷管理システムの内には、膨張可能なブーツのように、ヘリコプターに適用するの適しないものもある。ヘリコプターは、多くの場合、着氷条件下では飛行しないようにしている。
【０００３】
既存の或いは今までに提案されているシステムでは、有効性、サイズ及び重量の点で問題があった。航空機が航行するのに必要な揚力を発生するためには、着氷管理システムが、主ロータに着氷が形成されるのを効果的に防止する必要があり、航空機の方向制御を適切に行い得るようにするためには、着氷管理システムが、テールロータに着氷が形成されるのを効果的に防止する必要がある。考慮されているのは、着氷防止システム等により着氷が引起されるのを防止するのか、除氷装置等により、既に生じた着氷を除去させるかである。しかしながら、着氷管理システムのための電力を発生し、その供給を制御するための部品のサイズ及び重量は極力小さくしなければならない。部品を１つでも追加すれば、それだけスペースが必要であり、そのスペースを飛行に必要な他の機材の搭載に利用できなくし、最終的には、キャビンのサイズを圧迫するか、航空機のサイズを大型化せざるを得ない。また、航空機のペイロード容量を最大化するためには、着氷管理システムの重量も最小化しなければならない。
【０００４】
重量及び構造の複雑さの観点から、従来から知られている回転翼航空機のための着氷管理システムでは、通常、３相交流（ＡＣ）の電力を利用している。３枚のブレードを有するロータでは、Ｙ結線により、各相を各ブレードに供給し、或いはデルタ結線により、２相を各ブレードに供給することができることから、３相交流の電力を容易に分配することができ、また、負荷が対称であることから、３相発電機の負荷をバランスさせることができる。
【０００５】
しかしながら、このようなタイプの電力は、３の倍数以外の数のブレードを有するロータには適用できない。例えば、５枚のブレードを備えたロータに３相交流の電力を供給しようとすると、５が３の倍数ではないことから、Ｙ結線により、各相を各ブレードに供給しようとすると、負荷のアンバランスが生じ、デルタ結線により、２相を各ブレードに供給しようとしても、やはり同様の問題が生じる。これにより、３相ＡＣ発電機の負荷にアンバランスが生じ、これは近代的な発電機にとって好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、任意の数のブレードを有するロータを備えた回転翼航空機のための着氷管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、任意の数のブレードを有するロータを備えた回転翼航空機のための着氷管理システムを提供することにより達成される。
【０００８】
回転翼航空機のための着氷管理システムは、航空機の少なくとも１つのロータの複数のブレードに設けられた加熱要素の作動を制御するためのコンピュータをなすプロセッサを有する。プロセッサにより制御される電力分配器は、供給される３相交流（ＡＣ）の電力の大きさをモニターする非寄生的な変流器と、ソリッド・ステートＡＣリレーと、３相交流（ＡＣ）電力を単一電圧ＤＣ電力に変換するためのＡＣ−ＤＣブリッジ整流器と、どの加熱要素を作動させるかを選択するためのＤＣスイッチ要素とを有する。ＡＣリレーは、ゼロ・クロス・スイッチング等により、スイッチング時に発生するＥＭＩが低いレベルに保たれるような形式のものであるのが好ましい。ＤＣ電力は、スリップリングを介してロータに供給される。１つの発電機が故障した場合でも、他の発電機に切り替えて電力の供給を受けられるように、２つの発電機により電力を供給するようにすると良い。ＡＣリレー及びＤＣスイッチ要素は、加熱要素への電流の供給を遮断できるように、冗長性を伴う機能を有する。
【０００９】
本発明の着氷管理システムは、様々な利点を有する。
（１）構造が複雑でない。
（２）３相発電機の負荷をバランスさせることができる。
（３）低コストの部品を使用することができる。
（４）ＥＭＩのレベルが低い。
（５）コンパクトである。
（６）重量が小さい。
（７）信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。本発明の目的、特徴及び利点は、以下の記載から自ずと明らかになろう。図面中、同様の部分には、同様の符合を付した。
【００１１】
本発明は、３相ＡＣ発電機システムを備えた回転翼航空機のための着氷管理システムに関する。このシステムは、３の倍数でない数のブレードを有する少なくとも１つのロータを備えた航空機に有用であって、ヘリコプターの主ロータ及びテールロータ並びにティルトロータ航空機のプロップロータを対象とするものである。
【００１２】
このシステムは、ロータのブレードに設けられた着氷防止或いは除氷装置などのような着氷防止装置を含み、このような装置は、ブレードの所定の範囲に設けられる電熱加熱要素、剥離ストリップ或いはその他の装置を含むものであってよい。３相ＡＣ発電機は、ＤＣ発電システムに比較して、小型であって且つ単純であることから、航空機に搭載される発電システムとして良好な特性を有する。本発明のシステムは、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、ＤＣ電力をスリップリングなどを介してロータに導くことにより、３の倍数でない数のブレードを有するロータに対して３相ＡＣ電力を用いた場合の問題を解消するものである。このシステムは、スリップリング構造を単純化するように、着氷防止或いは除氷装置のためのロータ内に於けるスイッチングを行う構造も提供する。
【００１３】
図１は、本発明に基づく着氷管理システムを備えた回転翼航空機としてのヘリコプター１１を示す。ヘリコプターが図示されているが、本発明のシステムは、ティルトロータ航空機などのように、任意の形式の回転翼航空機に対して適用可能であることを了解されたい。ヘリコプター１１は、機体１３と、５枚のロータブレード１７を有する主ロータ１５と、４枚のブレード２１を有するテールロータ１９とを有する。コックピット２３が機体１３の前方に設けられ、コックピット２３には、パイロット及び副パイロットのためのウインドシールド２５Ａ、２５Ｂが設けられる。
【００１４】
図２は、着氷防止システム２７の構成要素及び構成要素間の通信方向を示している。システム２７は、コックピット２３内に配置された図示されないコントロールパネルを介して航空機の乗員により制御される、２つのコンピュータをなすプロセッサ２９、３１を含む。各プロセッサ２９、３１は互いに独立であって、それぞれロータ１５、１９及びウインドシールド２５Ａ、２５Ｂに設けられた装置を制御する能力を有する。図示された実施例では、プロセッサ２９、２１は、互いに通信を行い、データを比較し、システム２７の構成要素の一部或いは全てに対する制御を行い、両プロセッサ２９、３１の何れかが故障した場合でも対応し得るような冗長性を有する制御を可能にしている。各プロセッサ２９、３１は、着氷検出器３３に対して、検出器コントローラ３５を介して機能的に接続され、これらの要素は、互いに協働して、プロセッサ２９、３１のために、着氷状態を検出し、飛行中の外気の湿度を計算する。
【００１５】
プロセッサ２９は、テールロータ１９のブレード２１に於ける図示されない電熱着氷防止装置に対する電力の供給の分配を制御するためのテールロータ着氷防止分配器（ＴＡＤ）３７に機能的に接続されている。着氷を防止するような温度を維持する着氷防止装置は、ブレード２１に於ける着氷を防止するためにテールロータ１９に設けておくのが好ましい。テールロータ１９から剥れた氷が、主ロータ１５の面を通過し、ブレード１７に衝突する心配があるからである。ＴＡＤ３７は、テールロータ１９に設けられたスリップリングを介してテールロータ１９に設けられた着氷防止装置に接続されている。プロセッサ２９は、パイロットのウインドシールド２５Ａの除氷のための図示されない除氷装置をも制御する。
【００１６】
プロセッサ２９はまた、下側除氷分配器（ＬＤＤ）４１を介して上側除氷分配器（ＵＤＤ）３９に機能的に接続されており、ＵＤＤ３９及びＬＤＤ４１は互いに協働して、主ロータ１５のブレード１７上の電熱除氷装置に対する電力の供給の分配を制御する。ＵＤＤ３９は主ロータ１５に取り付けられ、図中に於ける破線はＵＤＤ３９の取付位置を示す。ＵＤＤ３９は、概ねロータ１５と同軸をなすように、主ロータ１５の中央部内に適切な向きで取り付けられる。ＵＤＤ３９及びＬＤＤ４１は、ロータ１５に設けられたスリップリングを介して互いに接続されている。
【００１７】
或る好適な構成に於いては、プロセッサ３１は、副パイロットのウインドシールド２５Ｂの除氷を行う、図示されない除氷装置を制御し、同時にプロセッサ２９のモニター及びバックアップとして機能する。そのために、プロセッサ３１は、ロータ１５、１９に設けられた着氷管理装置に流される電流をモニターし、プロセッサ３１により、その電流がオン、オフされる時間をモニターする。好適実施例に於いては、プロセッサ２９は、それ自体の動作をモニターし、それが様々なデバイスを制御する態様が、所望の態様から逸脱したような場合には、システム２７の制御をプロセッサ３１に委譲し、コックピット２３のディスプレイ上にエラーメッセージを発信する。同様に、プロセッサ３１も、プロセッサ２９が予定された通りに作動していないと判定した場合には、コックピットディスプレイにエラーメッセージを発信する。
【００１８】
図３は、ＴＡＤ３７の内部を見せるために、その上側カバーを外して示すＴＡＤ３７の斜視図である。以下に詳しく説明するように、ヘリコプター１１は、複数の別個のバスに向けてパワーを供給する２つの３相ＡＣ発電機を備えるように構成されている。両電気バスのそれぞれは、入力コネクタ４３を介して、１組の内部部品に向けて接続されている。これらの内部部品は、対応するバスからの電気パワーを変換し且つスイッチする。これらの要素は各ＡＣ相に対応するように設けられた３つのソリッドステート・リレー４５と、３相ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するブリッジ整流器４７と、整流器４７からのＤＣ電力出力を冗長的にスイッチングするためのＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）４９などからなる高容量スイッチとを備えている。ＤＣ電力は、ＴＡＤ３７から出力コネクタ５１を介して出力される。好適実施例に於いては、各バスは、通常の構成に於いては、４枚のブレードを有するテールロータの対角位置にある２枚のブレードのみに向けてパワーを供給する。しかしながら、より多数の或いはより少数のブレードをバスに接続することもできる。ＥＭＩの発生を最小化し、システム２７の構成部品に対する負担を軽減するために、リレー４５は、ゼロ・クロススイッチングを行うような形式のものであるのが好ましい。その場合、電力パワーの波形がゼロを横切り、電流の流れがなくなったときにのみリレー４５がスイッチングするようになっている。リレー４５及びＩＧＢＴ４９のスイッチングはプロセッサ２９、３１により制御される。整流器４７は、重量の大きい変圧器を必要とするために、整流器４７の重量を増大させることになるような電圧低下装置を含んでいないのが好ましい。ＴＡＤ３７のシャシーには、冷却フィン５３が設けられ、その内部部品から発生する熱のエネルギを放散するようにしている。
【００１９】
図４に示されるように、ＵＤＤ３９は５つのブレードコネクタ５５を有し、各コネクタ５５はＵＤＤ３９をロータ１５の対応する１つのブレード１７に機能的に接続する。以下に説明するように、ＵＤＤ３９は、図示されない高容量ＩＧＢＴを備え、各ＩＧＢＴは全てのブレードの同一の加熱領域をスイッチングするように構成されている。従って、ＵＤＤ３９は、各ブレード１７の加熱領域の数と等しい数のＩＧＢＴを含む。例えば、各ブレード１７に８つの加熱領域があれば、ＵＤＤ３９内に８個のＩＧＢＴが設けられる。好ましくは、加熱領域はいくつかの重要領域といくつかの非重要領域とに分かれていて、これら２つのグループがそれぞれ対応するバスに接続されている。以下に説明するように、好適実施例によれば、加熱要素を作動させるために利用可能な電気パワーの量に制約があるような場合などに於いては、重要領域のみを選択的に作動させることが可能となる。ＩＧＢＴのスイッチングは、プロセッサ２９または３１により制御される。
【００２０】
５枚のブレード１７を有するロータ１５のために構成された図示されたＵＤＤ３９は、平面図で見て五角形形状をなし、その各辺にブレードコネクタ５５が設けられている。しかしながら、ブレードの数が異なるロータについてはＵＤＤ３９の形状は異なるものとなることが考えられる。例えば、４枚のブレードを有するロータについて用いられるＵＤＤは平面図で見て四角形の形状を有し、その各辺にブレードコネクタが設けられていてよい。
【００２１】
図５は、ＬＤＤ４１の内部を見せるために、その上側カバーを外して示すＬＤＤ４１の斜視図である。ＬＤＤ４１は、ＴＡＤ３７と同様に、２組の内部部品を有し、前記した両バスは、入力コネクタ５７を介して、対応する内部部品に接続されている。各組の内部部品は、対応するバスからのパワーを変換し、スイッチする働きを有する。各組の内部部品は、各相に対応するように設けられた３つのソリッドステート・リレー５９と、３相ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する（好ましくは、電圧低下装置を含んでいない）ブリッジ整流器６１とを備えている。ＤＣ電力は、次に、ロータ１５に設けられたスリップリングを介してＵＤＤ３９に接続された出力コネクタ６３を介して、ＬＤＤ４１から出力される。ＥＭＩの発生を最小化し、システム２７の要素に対する負担を軽減するために、リレー５９は、ゼロ・クロススイッチングを行うような形式のものであるのが好ましい。リレー５９のスイッチングはプロセッサ２９、３１により制御される。ＬＤＤ４１のシャシーには、冷却フィン６５が設けられ、その内部部品から発生する熱のエネルギを放散するようにしている。
【００２２】
図６はＴＡＤ３７内の部品及びテールロータ１９のブレード２１に於ける着氷防止装置に対する接続の様子を示している。図６は、ＡＣバス１及びＡＣバス２を有し、それぞれ３相Ａ、Ｂ及びＣのそれぞれに対応する導体６７、６９及び７１を示している。各バスは、ヘリコプター１１の図示されないＡＣ発電システムに接続され、各バスはそれぞれ対応するＡＣ発電機に接続されている。上記したように、各バスは、ＴＡＤ３７内に於いて、ソリッドステート・リレー４５を介してブリッジ整流器４９に接続されている。各リレー４５は、導体６７、６９、７１の何れかを流れるパワーをスイッチングする能力を備えている。各整流器４７から流れ出し且つそれに戻されるＤＣ電力出力は、導体７３、７５により伝達され、さらにスリップリング７７を介して、テールロータ１９に設けられた導体７９，８１に接続される。導体７９、８１は、ロータ１９の対応するブレード２１に配置された加熱要素８３、８５に接続されている。リレー４５をスイッチングすることにより、加熱要素８３、８５に供給される電力の流れが制御され、ＴＡＤ３７に於いて各導体７５について１つのＩＧＢＴ４９が用いられることにより冗長性を有するスイッチングが実現される。変流器８７は、各導体６７、６９、７１を流れる電流の量を表す指標を提供し、１つのバスに対応する変流器の組は、両プロセッサ２９、３１の一方に接続され、他の組は、両プロセッサ２９、３１の他方に接続されている。この構成により、各バスの導体６７、６９、７１を流れる電流に対する非寄生的な独立した測定値を提供し、両プロセッサ２９、３１が、電流の大きさが所定範囲内であるかを判定することが可能になる。ＩＧＢＴ４９がＴＡＤ３７内に配置されていることから、スリップリング７７は、各バスについて２本の高パワー接続部を提供するのみでよく、その一方は、導体７３を導体７９に接続し、その他方は、導体７５を導体８１に接続するように、対応する導体の対を接続する。
【００２３】
作動に際して、３相ＡＣ電力がＡＣバス１、２を介して供給され、各導体６７、６９、７１が異なる相を分担する。加熱要素８３、８５を作動させたい場合、制御プロセッサ２９、３１は、先ずＩＧＢＴ４９を導通状態とし、それを電流が流れ得るようにする。これは、例えば各ＩＧＢＴ４９のための図示されない光学アイソレータに向けてコマンド信号を送ることにより達成され、各アイソレータは対応するＩＧＢＴ４９をスイッチングさせる。次に、制御プロセッサ２９、３１は、リレー４５を導通状態とし、電流がリレー４５を流れ得るようにする。スイッチング動作をこの順序で行うようにすることにより、ソリッドステート・リレー４５が、３相ＡＣ正弦波がゼロを横切るときにのみ、オン・オフするようになることから、ＥＭＩその他の雑音の発生の最小化が達成される。ゼロ・クロススイッチングはまた、スリップリング７７及びＡＣ発電機に対する負荷も最小化する。
【００２４】
リレー４５及びＩＧＢＴ４９が導通状態となると、ＡＣ電流は各整流器４７を流れることができるようになる。ＤＣ出力電力は整流器４７から、スリップリング７７を介して導体７３に送られ、さらに導体７９を経て加熱要素８３、８５に送られる。ＤＣ電力は、導体８１、スリップリング７７、ＩＧＢＴ４９及び導体７５を介して整流器４７に戻される。作動に際して、プロセッサ２９、３１は、変流器８７の出力をモニターし、システムの故障を示し得るような導体６７、６９、７１を流れる電流の、期待される数値からの偏差を検出する。制御プロセッサ２９、３１は、先ず、リレー４５を遮断し、次に関連するバスが非導通状態となるようにＩＧＢＴ４９に信号を送ることにより、加熱要素８３、８５に流される電流を遮断する。或いは、ロータ１９のブレード２１に設けられた図示されない温度センサの出力を利用して、プロセッサ２９、３１が装置をスイッチングし、ロータ１９の加熱部分の温度を所望値に維持することができる。
【００２５】
図７はＵＤＤ３９及びＬＤＤ４１内の部品及び主ロータ１５のブレード１７に於ける着氷防止装置に対する接続の様子を示している。図７は、ＡＣバス１及びＡＣバス２を有し、それぞれ３相Ａ、Ｂ及びＣのそれぞれに対応する導体８９，９１，９３を示している。各バスは、ヘリコプター１１の図示されないＡＣ発電システムに接続され、各バスはそれぞれ対応するＡＣ発電機に接続されている。上記したように、各バスは、ＬＤＤ４１内に於いて、ソリッドステート・リレー５９を介してブリッジ整流器６１に接続されている。各リレー５９は、導体８９，９１，９３の何れかを流れるパワーをスイッチングする能力を備えている。各整流器６１から流れ出し且つそれに戻されるＤＣ電力出力は、導体９５、９７により伝達され、さらにスリップリング９９を介して、主ロータ１５に設けられた導体１０１，１０３に接続される。導体１０１、１０３は、ロータ１５の対応するブレード１７に配置された加熱要素１０５、１０７、１０９、１１１、１１３に接続されている。加熱要素１０５、１０７、１０９、１１１、１１３の組のそれぞれは１つの加熱領域を構成し、各バスは、複数の独立してスイッチングされる加熱領域に接続されている。好適実施例では、ＡＣバス１は非重要加熱領域に接続され、ＡＣバス２は重要加熱領域に接続されている。両バス間で、加熱領域を相互に分担することにより、供給されるＡＣ電力が、所望レベル以下である場合に、重要加熱領域を作動させる選択肢が提供される。
【００２６】
リレー５９をスイッチングすることにより、加熱要素１０５、１０７、１０９、１１１、１１３への電力の流れが制御され、ＵＤＤ３９内の各導体１０３について１つのＩＧＢＴ１１５が用いられることにより冗長性を有するスイッチングが実現される。変流器１１７は、各導体８９，９１，９３を流れる電流の量を表す指標を提供し、１つのバスに対応する変流器１１７の組は、両プロセッサ２９、３１の一方に接続され、他の組は、両プロセッサ２９、３１の他方に接続されている。この構成により、各バスの導体８９，９１，９３を流れる電流に対する非寄生的な独立した測定値を提供し、両プロセッサ２９、３１が、電流の大きさが所定範囲内であるかを判定することが可能になる。導体１１９，１２１は、それぞれ、導体１０１，１０３に接続され、ＤＣ電力を、対応するバスに接続された追加の加熱領域に供給する。追加の加熱領域は、それぞれ対応する領域のためのＩＧＢＴ１１５を有する。
【００２７】
作動に際して、３相ＡＣ電力がＡＣバス１、２を介して供給され、各導体８９，９１，９３が異なる相を分担する。加熱要素１０５、１０７、１０９、１１１、１１３を作動させたい場合、制御プロセッサ２９、３１は、先ずＩＧＢＴ１１５を導通状態とし、それを電流が流れ得るようにする。ＴＡＤ３７の場合と同様に、これは、例えば各ＩＧＢＴ１１５のための図示されない光学アイソレータに向けてコマンド信号を送ることにより達成され、各アイソレータは対応するＩＧＢＴ１１５をスイッチングさせる。次に、制御プロセッサ２９、３１は、リレー５９を導通状態とし、電流がリレー５９を流れ得るようにする。スイッチング動作をこの順序で行うようにすることにより、ＥＭＩその他の雑音の発生の最小化が達成され、スリップリング９９及びＡＣ発電機に対する負荷も最小化する。
【００２８】
スリップリング９９は、各バスについて２本の高パワー接続部を提供し、その一方は、導体９５を導体１０１に接続し、その他方は、導体９７を導体１０３に接続するように、対応する導体の対を接続する必要がある。ＩＧＢＴ１１５はＵＤＤ３９内に設けられ、ＵＤＤ３９は、スリップリング９９を介してＬＤＤ４１から分離されているため、ＩＧＢＴ１１５をスイッチングさせるための各光学アイソレータからの信号は、スリップリング９９により伝達されなければならない。しかしながら、ロータ１５内では共通の接地電圧が用いられていることから、制御プロセッサ２９、３１からの指令を、各ＩＧＢＴ１１５の光学アイソレータに伝達するために、各領域は、それぞれ１つのスリップリング（図示せず）のみを必要とすることを意味する。
【００２９】
リレー５９及びＩＧＢＴ１１５が導通状態となると、ＡＣ電流は各整流器６１を流れることができるようになる。ＤＣ出力電力は整流器６１から、導体９５及びスリップリング９９を介して、導体９５に送られ、さらに導体１０１を経て加熱要素１０５、１０７、１０９、１１１、１１３に送られる。ＤＣ電力は、導体１０３、ＩＧＢＴ１１５、スリップリング９９及び導体９７を介して整流器６１に戻される。作動に際して、プロセッサ２９、３１は、変流器１１７の出力をモニターし、システムの故障を示し得るような導体８９，９１，９３を流れる電流の、期待される数値からの偏差を検出する。制御プロセッサ２９、３１は、先ず、リレー５９を遮断し、次に関連するバスが非導通状態となるようにＩＧＢＴ１１５に信号を送ることにより、加熱要素１０５、１０７、１０９、１１１、１１３に流される電流を遮断する。
【００３０】
図８から図１０には、ＡＣ電力分配システムのスイッチング動作を１つの通常の状態及び２つの故障状態について説明する。図８は、ＡＣシステムの通常の状態を示し、高出力発電機１２３が、導体１２５及びスイッチ１２７を介して導体１２９に接続されている。図示された実施例では、ＡＣバス１は、テールロータ１９の２枚のブレード２１の着氷防止装置及びパイロットのウインドシールド２５Ａに接続されている。さらに、ＡＣバス１は負荷制限スイッチ１３１を介して、ロータ１５の非重要加熱領域上の着氷防止装置及び副パイロットのウインドシールド２５Ｂに接続され、さらに１つの着氷検出器３３及び１つのコントローラ３５を含む１台の着氷検出装置に接続されている。スイッチ１２７が図示された位置にあるとき、パワーは発電機１２３から導体１２５を経てＡＣバス１に向けてのみ流れる。
【００３１】
低出力発電機１３３は、導体１３５及びスイッチ１３７を介して導体１３９に接続されている。図示された実施例では、ＡＣバス２は、テールロータ１９の残りの２枚のブレード２１の着氷防止装置及びロータ１５の重要加熱領域に接続されている。さらに、ＡＣバス２は、着氷検出器３３及びコントローラ３５を含む別の着氷検出装置に接続されている。スイッチ１３７が図示された位置にあるとき、パワーは発電機１３３から導体１３５を経てＡＣバス２に向けてのみ流れる。
【００３２】
図９は、低出力発電機１３３が故障し、高出力発電機１２３からＡＣバス２に電力を供給する必要が生じた状態を示す。低出力発電機１３３が故障すると、スイッチ１３７は、導体１３５から遮断され、高出力発電機１２３に接続された導体１４１に接触するように作動する。この状態によれば、高出力発電機１２３からの電力は、両方のバスに流れ、ＡＣバス１に接続された着氷防止装置に供給される。これは、重要領域がＡＣバス２に直接接続されていることから重要なことであって、重要領域は、スイッチ１３７が導体１４１に接触するまで、電力の供給を受けられない。高出力発電機１２３に対する電気的負荷を軽減するために、選択された非重要領域をオフとしたり、周期的に作動させることができる。図示された実施例では、副パイロットのウインドシールド２５Ｂの着氷防止システムはオフ状態のままであるのに対し、スイッチ１３１はオン状態に保持される。
【００３３】
図１０は、高出力発電機１２３が故障し、低出力発電機１３３からＡＣバス１に電力を供給する必要が生じた状態を示す。高出力発電機１２３が故障すると、スイッチ１２７は、導体１２５から遮断され、低出力発電機１３３に接続された導体１４３に接触するように作動する。この状態によれば、低出力発電機１３３からの電力は、両方のバスに流れ、ＡＣバス１に接続された着氷防止装置に供給される。これは、パイロットのためのウインドシールド２５Ａの着氷防止装置がＡＣバス１に直接接続されていることから重要なことであって、この着氷防止装置は、スイッチ１２７が導体１４３に接触するまで、電力の供給を受けられない。低出力発電機１３３に対する電気的負荷を軽減するために、負荷制限スイッチ１３１がオフにされ、非重要装置が、ＡＣ電力システムから遮断される。さらに、選択された着氷防止装置をオフとしたり、周期的に作動させることができる。図示された実施例では、低出力発電機１３３の負荷を軽減するために、テールロータの装置を間欠的に作動させる。
【００３４】
本発明の着氷管理システムは、様々な利点を有する。このシステムは、極めてコンパクトであり、低コストであり、極めて重量が小さい。嵩張る変圧器が不要であり、標準的な３相ＡＣ発電機に変更を加える必要がない。ＤＣ発電機は不要であり、太い銅線を用いる必要がない。更に、構造が単純であり、３相発電機の負荷をバランスさせることができ、部品の切り替えに際して発生するＥＭＩのレベルが低く、高い信頼性を有する。
【００３５】
以上、本発明を特定の実施例について説明したが、これは本発明の概念を何ら限定するものではない。当業者であれば、本明細書に開示した態様から様々に変形、変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に基づく着氷管理システムを備えた回転翼航空機の斜視図である。
【図２】本発明に基づく着氷管理システムの構成部品を示すダイヤグラム図である。
【図３】本発明に基づく着氷管理システムのテールロータ着氷防止分配器の斜視図である。
【図４】本発明に基づく着氷管理システムの上側除氷分配器の斜視図である。
【図５】本発明に基づく着氷管理システムの下側除氷分配器の斜視図である。
【図６】図３に示されたテールロータ着氷防止分配器及び関連する着氷防止装置のダイヤグラム図である。
【図７】図４に示された上側除氷分配器、図５に示された下側除氷分配器及び関連する着氷防止装置のダイヤグラム図である。
【図８】通常の状態に於ける、本発明に基づくシステムの交流電力分配器システムのダイヤグラム図である。
【図９】第１の故障状態に於ける、図８に示された、本発明に基づくシステムの交流電力分配器システムのダイヤグラム図である。
【図１０】第２の故障状態に於ける、図８に示された、本発明に基づくシステムの交流電力分配器システムのダイヤグラム図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１，１５  ロータ
１７，１９  ブレード
２７  着氷防止システム
３７  テールロータ着氷防止分配器（ＴＡＤ）
３９  上側除氷分配器（ＵＤＤ）
４１  下側除氷分配器（ＬＤＤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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