СИСТЕМА ОБОГРЕВА ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ С ОДНИМ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ СЛОЕМ, СТРУКТУРНАЯ ДЕТАЛЬ С ТАКИМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ СЛОЕМ, СПОСОБ ОБОГРЕВА, А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ-ПОЛУФАБРИКАТА ИЛИ ДЕТАЛИ С УСТРОЙСТВОМ ОБОГРЕВА

1. Структурная деталь с системой (S) обогрева по меньшей мере с одним устройством (Е10, E11, E12) энергообеспечения, при этом система (S) обогрева оснащена:
- основным устройством обогрева с изолирующим слоем, с расположенным на нем электротермическим основным нагревательным слоем (10), который выполнен по меньшей мере из одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов, а также с электрическим соединительным приспособлением (А10-1, А10-2), через которое к основному нагревательному слою (10) подключено по меньшей мере одно устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения, при этом концы каждого ровинга подключены соответственно к электроду электрического соединительного приспособления,
- дополнительным устройством обогрева с изолирующим слоем, с расположенным на нем электротермическим дополнительным нагревательным слоем (11), который выполнен по меньшей мере из одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов, а также с электрическим соединительным приспособлением (A11-1, A11-2), через которое к дополнительному нагревательному слою (11) подключено устройство (Е10, Е11, E12) энергообеспечения,
при этом основное устройство обогрева и дополнительное устройство обогрева для создания функционально взаимосвязанного нагревательного эффекта соотнесены в пространстве друг с другом, а устройство (Е10, Е11, E12) энергообеспечения выполнено таким образом, что на дополнительный нагревательный слой (11) в фазе активации по меньшей мере в один частичный отрезок времени подается ток для того, чтобы нагреть структурную деталь в области дополнительного нагревательного слоя до допустимой заданной температуры, и что на основной нагревательный слой (10) постоянно подается ток и вне фазы активации, в результате чего основной нагревательный слой (10) производит тепло постоянно, а дополнительный нагревательный слой (11) - только в частичном отрезке времени.
2. Структурная деталь (1) по п.1, отличающаяся тем, что устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения выполнено таким образом, что в первых отрезках времени фазы обогрева в дополнительном нагревательном слое (11) проходит ток с силой, которая на 50% больше силы тока, который проходит через основной нагревательный слой (10), и что во вторых отрезках времени фазы обогрева, которые соответственно следуют за первым отрезком времени, в дополнительном нагревательном слое (11) проходит ток с силой, которая на 50% меньше силы тока, который проходит через основной нагревательный слой (10).
3. Структурная деталь (1) по п.1, отличающаяся тем, что система обогрева (1) оснащена другим дополнительным устройством обогрева с изолирующим слоем, с расположенным на нем другим электротермическим дополнительным нагревательным слоем (12), а также с электрическим соединительным приспособлением (А12-1, А12-2), через которое к другому дополнительному нагревательному слою (12) подключено устройство (Е10, Е11, E12) энергообеспечения,
при этом функция устройства (Е10, E11, E12) энергообеспечения для управления током в нагревательных слоях выполнена таким образом, что для проходящего в соответственно дополнительных нагревательных слоях тока в каждом дополнительном нагревательном слое образуются первые и вторые отрезки времени с различными силами тока тока обогрева, которые сменяют друг друга,
при этом силы тока в соответственно первых фазах обогрева существенно больше, чем силы тока в соответственно вторых фазах обогрева.
4. Структурная деталь (1) по п.3, отличающаяся тем, что первый электротермический дополнительный нагревательный слой (11) и другой электротермический дополнительный нагревательный слой (12) в отношении плоскостной протяженности основного нагревательного слоя (10) расположены внутри него.
5. Структурная деталь (1) по п.1, отличающаяся тем, что электротермические дополнительные нагревательные слои (11, 12) выполнены по меньшей мере из одной подключенной к устройству (Е10, Е11, Е12) энергообеспечения через электрические соединительные приспособления (11а, 11b; 12a, 12b) ленты (В) ровингов (R) с углеродистыми проводниками, при этом по меньшей мере одна лента (В) ровингов (R) расположена таким образом, что она плоскостно распределяется над дополнительными нагревательными слоями (11, 12).
6. Структурная деталь по п.1, отличающаяся тем, что электротермический основной нагревательный слой (10) выполнен по меньшей мере из одной подключенной к устройству (Е10, E11, E12) энергообеспечения через электрические соединительные приспособления (10а, 10b) ленты (В) ровингов (R) с углеродистыми проводниками, при этом по меньшей мере одна лента (В) ровингов (R) расположена таким образом, что она плоскостно распределяется над основным нагревательным слоем (10).
7. Структурная деталь по п.5, отличающаяся тем, что ровинг (R) состоит из элементарных углеродистых волокон, которые проходят в ровингах параллельно друг другу и по меньшей мере участками в продольном направлении ровингов.
8. Структурная деталь по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере один электротермический дополнительный нагревательный слой (11, 12) выполнен по меньшей мере из одной подсоединенной к устройству (Е10, Е11, E12) энергообеспечения через электрические соединительные приспособления ленты (В) ровингов (R), которая в форме меандра проходит внутри соответствующего нагревательного слоя (10, 11, 12).
9. Структурная деталь по п.5, отличающаяся тем, что нагревательная область первого и/или второго внутреннего нагревательного устройства (11, 12) состоит при рассмотрении в направлении толщины соответствующей нагревательной области из слоя по меньшей мере одной ленты (В) ровингов (R).
10. Структурная деталь по п.1, отличающаяся тем, что электротермический слой выполнен из металлических проводников.
11. Система (S, S10, S11, S12) обогрева по меньшей мере с одним электротермическим нагревательным слоем (10, 11, 12) (10; 11, 12), при этом система (S, S10, S11, S12) обогрева также имеет:
- устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения с устройством обеспечения напряжения нагрузки для приложения напряжения нагрузки для нагрева нагревательного слоя (10, 11, 12), при этом устройство обеспечения напряжения нагрузки подключено к нагревательному слою (10, 11, 12) при помощи электрического соединительного приспособления (А10-1, А10-2; A11-1, A11-2; А12-1, А12-2), и устройством обеспечения измерительного напряжения для приложения измерительного напряжения, которое меньше напряжения для нагрева нагревательного слоя (10, 11, 12), при этом устройство обеспечения измерительного напряжения подключено к нагревательному слою (10, 11, 12) при помощи электрического соединительного приспособления (А10-1, А10-2; A11-1, A11-2; A12-1, А12-2),
- соединенное с устройством обеспечения напряжения нагрузки и устройством обеспечения измерительного напряжения управляющее устройство, которое управляет ими для приложения напряжения нагрузки и измерительного напряжения и которое имеет функцию управления, при помощи которой напряжение нагрузки снижается до нуля, а затем подается измерительное напряжение, и при помощи которой поочередно подается то напряжение нагрузки для нагрева нагревательного слоя (10, 11, 12), то измерительное напряжение для измерения сопротивления нагревательного слоя (10, 11, 12),
- устройство обработки данных для определения электрического сопротивления нагревательного слоя (10, 11, 12) на основании измеренной силы тока,
отличающаяся тем, что электротермический нагревательный слой (11, 12) выполнен из подключенного к устройству (Е10, E11, E12) энергообеспечения через соответственно электрические соединительные устройства (11а, 11b; 12a, 12b) по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов (R) с углеродистыми проводниками, при этом по меньшей мере одна лента (В) ровингов (R) расположена таким образом, что она плоскостно распределяется над нагревательными слоями (11, 12), и при этом концы каждого ровинга подсоединены соответственно к электроду электрического соединительного приспособления.
12. Система (S, S10, S11, S12) обогрева по п.11, отличающаяся тем, что по меньшей мере один пучок, или одна связка, или одна лента ровингов (R) имеет конфигурацию в форме меандра.
13. Система (S, S10, S11, S12) обогрева по меньшей мере с одним электротермическим нагревательным слоем (10, 11, 12), имеющая:
- устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения с устройством обеспечения напряжения нагрузки для приложения напряжения нагрузки для нагрева нагревательного слоя (10, 11, 12), при этом устройство обеспечения напряжения нагрузки подключено к нагревательному слою (10, 11, 12) при помощи электрического соединительного приспособления (А10-1, А10-2; A11-1, A11-2; А12-1, А12-2),
отличающаяся тем, что
- электротермический нагревательный слой (11, 12) выполнен из подключенного к устройству (Е10, E11, E12) энергообеспечения через электрические соединительные устройства (11а, 11b; 12a, 12b) по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или ленты ровингов (R) с углеродистыми проводниками, при этом концы каждого ровинга подключены соответственно к электроду электрического соединительного приспособления, так что каждый ровинг проходит между обоими электродами электрического соединительного приспособления, и при этом по меньшей мере одна лента (В) ровингов (R) соответственно расположена таким образом, что она плоскостно распределяется над дополнительными нагревательными слоями (11, 12),
- по меньшей мере в одном электротермическом нагревательном слое (10, 11, 12) проложена электрическая измерительная линия, которая интегрирована в нагревательный слой (10, 11, 12),
- устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения оснащено устройством обеспечения измерительного напряжения для приложения измерительного напряжения, которое подключено к электрической измерительной линии через соединения измерительной линии,
- в измерительной линии предусмотрено измерительное устройство для измерения вызванной измерительным напряжением силы тока,
- измерительное устройство функционально связано с устройством обработки значений измерения, имеющим функцию сравнения, которая сравнивает значения температуры по меньшей мере с одним сравнительным значением, которое соответствует вероятности обледенения детали (4) обшивки, и посылает сигнальное значение на функцию отклика в случае достижения или превышения предельного значения.
14. Система (S, S10, S11, S12) обогрева по п.13, отличающаяся тем, что измерительная линия состоит из одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов.
15. Система (S, S10, S11, S12) обогрева по п.13, отличающаяся тем, что функция отклика выполнена таким образом, что она останавливает нагревание нагревательного слоя (10, 11, 12) в случае превышения предельного значения, соответствующего вероятности обледенения детали обшивки.
16. Способ проверки целостности нагревательного слоя, который выполнен по меньшей мере из одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов, при этом по меньшей мере в одном электротермическом нагревательном слое (10, 11, 12) проложена электрическая измерительная линия, которая интегрирована в нагревательный слой (10, 11, 12),
отличающийся этапами:
- подача напряжения нагрузки, через предварительно заданный отрезок времени после подачи напряжения нагрузки измерение тока нагрузки в нагревательном слое в качестве значения для подлежащей получению температуры,
- затем измерение измерительного тока в измерительной линии на основании предварительного заданного, поданного на нее измерительного напряжения в качестве значения фактической температуры,
- сравнение значения подлежащей получению температуры и значения фактической температуры, и при отклонении установленных для температур значений на минимальную величину присвоение состояния неисправности нагревательного слоя.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве измерительной линии используют по меньшей мере один пучок, или одну связка, или одну ленту ровингов.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве измерительной линии используют выделенную измерительную линию, которая проложена между ровингами.
19. Способ по п.16, отличающийся тем, что для определения отклонения от установленных для температур значений заданы первое минимальное значение и второе минимальное значение, при этом первое минимальное значение меньше, чем второе минимальное значение, и что нагревательному слою присваивают первое состояние неисправности, когда отклонение установленных для температур значений расположено между первым и вторым минимальным значением, и что нагревательному слою присваивают второе состояние неисправности, когда отклонение установленных для температур значений превышает второе минимальное значение.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что на основании присвоения второго состояния неисправности рассматривают нагревательный слой как дефектный, и соответствующую функцию подачи напряжения нагрузки конфигурируют таким образом, что она не приводится в действие.
21. Система (S, S10, S11, S12) обогрева со структурной деталью по меньшей мере с одним электротермическим нагревательным слоем (10, 11, 12) в качестве ее интегрированной составляющей, имеющая:
- устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения с устройством обеспечения напряжения нагрузки для приложения напряжения нагрузки для нагрева нагревательного слоя (10, 11, 12), при этом устройство обеспечения напряжения нагрузки подключено к нагревательному слою (10, 11, 12) при помощи электрического соединительного приспособления (А10-1, А10-2; A11-1, A11-2; А12-1, А12-2),
отличающаяся тем, что
- по меньшей мере в одном электротермическом нагревательном слое (10, 11, 12) проложена электрическая измерительная линия, которая интегрирована в нагревательный слой (10, 11, 12),
- электротермический нагревательный слой (11, 12) выполнен из подключенной к устройству (Е10, E11, E12) энергообеспечения через электрические соединительные устройства (11а, 11b; 12a, 12b) по меньшей мере одной ленты (В) ровингов (R) с углеродистыми проводниками, при этом концы каждого ровинга подключены соответственно к электроду электрического соединительного приспособления, так что каждый ровинг проходит между обоими электродами электрического соединительного приспособления, и при этом по меньшей мере одна лента (В) ровингов (R) соответственно расположена таким образом, что она плоскостно распределяется над дополнительными нагревательными слоями (11, 12),
- устройство (Е10, E11, E12) энергообеспечения имеет устройство обеспечения измерительного напряжения для приложения измерительного напряжения, которое подключено к электрической измерительной линии через соединения измерительной линии,
- в измерительной линии предусмотрено измерительное устройство для измерения вызванной измерительным напряжением силы тока,
- измерительное устройство функционально связано с контрольным устройством, которое для проверки целостности нагревательного слоя (10, 11, 12) подает напряжение нагрузки, в течение предварительно определенного отрезка времени после подачи напряжения нагрузки измеряет ток нагрузки в нагревательном слое в качестве подлежащего получению значения температуры, затем фиксирует измерительный ток в измерительной линии на основе предварительно заданного, поданного на нее измерительного напряжения в качестве значения фактической температуры, затем выполняет сравнение значения для подлежащей достижению температуры и значения для фактической температуру, и при отклонении установленных для температур значений на минимальную величину выполняет присвоение состояния неисправности нагревательному слою.
22. Способ изготовления детали-полуфабриката для использования в целях изготовления трехмерной детали, на поверхности которой расположен по меньшей мере один нагревательный слой, имеющий этапы:
- исходя из подлежащей достижению для каждого нагревательного слоя удельной по площади тепловой мощности (S2, S3, S4) при предварительно заданном напряжении нагрева, определение на этапе определения ровинга (S2) геометрического расположения и/или конфигурации по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов для образования нагревательного слоя с минимальным потреблением энергии (S2),
- согласно расположению и конфигурации по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов в соответствии с этапом определения ровинга (S5) нанесение электропроводящих ровингов поэтапно рядом друг с другом на плоско закрепленную, выполненную из электроизолирующего материала несущую деталь-полуфабрикат, и закрепление ровингов (S6b) на несущей детали-полуфабрикате (S6),
- осуществление стабилизирующего процесса для стабилизации полуфабриката с ровингом или по меньшей мере одним пучком, или одной связкой, или одной лентой ровингов.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что определение геометрического расположения и/или конфигурации по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов для образования нагревательного слоя происходит исходя из предварительно заданной геометрической конфигурации кромки нагревательного слоя.
24. Способ по п.22, отличающийся тем, что определение геометрического расположения и/или конфигурации по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов для образования нагревательного слоя выбирают исходя из предварительно заданной группы расположений и/или конфигураций ровингов внутри заданной геометрической конфигурации кромки.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что к предварительно заданной группе конфигураций ровингов относится зигзагообразная и/или круговая конфигурация ровингов в нагревательном слое.
26. Способ по п.22, отличающийся тем, что для образования нагревательного слоя предварительно заданы геометрическое расположение и/или конфигурация по меньшей мере одного пучка, или одной связки, или одной ленты ровингов и, исходя из этого задания, определяют количество ровингов и/или размер ровингов и/или расстояние между ровингами.
27. Способ по п.22, отличающийся тем, что закрепление ровингов (S6b) на несущей детали-полуфабрикате (S6) происходит способом нашивки или вышивки или способом наклеивания на несущую деталь-полуфабрикат (S6).
28. Способ по п.22, отличающийся тем, что ровинги (S6b) наносят в виде сухого материала или препрега.
29. Структурная деталь (1) самолета с устройством измерения температуры для определения температуры участка структурной детали (1), при этом структурная деталь (1) имеет деталь (5) обшивки с обтекаемой внешней поверхностью и внутренним участком (7), а также несущую деталь (3),
отличающаяся тем, что устройство измерения температуры имеет:
- расположенный на несущей детали (3) структурной детали (1) пирометр (10), направленный на участок обращенной к пирометру (10) поверхности детали (5) обшивки, и радиационный датчик для формирования значений измерения на основании теплового излучения,
- устройство обработки значений измерения, которое определяет значения температуры из полученных от радиационного датчика данных.
30. Структурная деталь (1) самолета по п.29, отличающаяся тем, что устройство обработки значений измерения имеет функцию сравнения, сравнивающую значения температуры по меньшей мере с одним сравнительным значением, которое соответствует вероятности обледенения детали (5) обшивки, и посылает сигнальное значение на функцию отклика в случае достижения или превышения предельного значения.
31. Структурная деталь (1) самолета по п.29, отличающаяся тем, что на детали (5) обшивки расположено устройство обогрева для предотвращения обледенения детали (5) обшивки, и функция отклика выполнена таким образом, что она включает устройство обогрева в случае превышения предельного значения, соответствующего вероятности обледенения детали (5) обшивки.
32. Структурная деталь (1) самолета по п.31, отличающаяся тем, что устройство обогрева может быть выполнено таким образом, что оно может создавать различные уровни нагревания, а функция отклика выполнена таким образом, что при наличии по меньшей мере одного заданного уровня нагревания, при котором вырабатывается максимальная тепловая мощность, и при одновременном превышении предельного значения, соответствующего вероятности обледенения детали (5) обшивки, формируется предупреждающий сигнал
33. Структурная деталь (1) самолета по п.29, отличающаяся тем, что на поверхности детали (5) обшивки расположен по меньшей мере один нагревательный слой, который может быть нагрет посредством устройства энергообеспечения для предотвращения обледенения.
34. Структурная деталь (1) самолета по п.33, отличающаяся тем, что предусмотрена регулирующая функция для регулирования температуры зарегистрированного пирометром (10) участка детали (5) обшивки, которая функционально объединена с устройством обработки значений измерения и получает от него значения температуры в качестве входных величин, которые были определены на основе значений измерения пирометра (10), при этом регулирующая функция на основе заданной температуры зарегистрированного пирометром (10) участка детали (5) обшивки формирует командные сигналы на устройство энергообеспечения.
35. Структурная деталь (1) самолета по п.29, отличающаяся тем, что пирометр (10) установлен на несущей детали таким образом, что положение и/или позиция пирометра (10) является настраиваемым/настраиваемой.