具体实施方式

飞行器可以利用不同的发动机和螺旋桨配置。例如，飞行器可以使用单个发动机或多个发动机（例如，两个发动机、四个发动机等）。每个发动机可以具有螺旋桨，该螺旋桨具有随飞行器类型而变化的多个叶片。一些飞行器可以使用两叶片螺旋桨配置，而其他飞行器可以使用多叶片螺旋桨配置（例如，三个叶片、四个叶片、五个叶片、六个叶片、七个叶片、八个叶片等）。

对于某些螺旋桨配置（即，不同的叶片计数），由于螺旋桨除冰系统，可能难以提供平衡的功率负载以放置在功率源（例如，交流发电机或发电机）上。虽然已经利用不同的螺旋桨除冰和防冰区域来使峰值功率需求最小化，同时大致平衡飞行器的交流发电机/发电机输出的三相上的负载，但是并不总是能够达到平衡的功率负载。因此，期望从螺旋桨除冰系统到飞行器发电系统提供平衡的功率负载，同时使对于螺旋桨除冰系统的整体螺旋桨冰保护功能的峰值功率需求最小化。由于螺旋桨冰保护系统并不总是处于活动状态，因此在螺旋桨冰保护系统处于活动状态和非活动状态的情况下，三相发电装置上平衡的负载是期望的。

此外，期望对螺旋桨叶片提供重量平衡的除冰。例如，六叶片螺旋桨配置可以分为三个区域，每个区域两个叶片。在这样的布置中，两个相对的叶片在区域中在一起组成对。这使得能够进行对称的重量平衡的除冰，使得当冰从从螺旋桨除冰系统接收加热功率的叶片释放时，螺旋桨组件大致保持平衡，并避免了过度振动的产生。然而，对于不容易被划分的某些叶片配置（诸如七叶片配置），提供重量平衡的除冰可能尤其困难。

一些常规的螺旋桨除冰系统在给加热器通电和断电之间循环。典型的加热器通电和断电持续时间建立用于削弱（在断电时间期间）积聚在螺旋桨叶片表面上的任何冰之间的结合所需的热，而在通电时间期间不会供应太多的功率以使液态水会流回到螺旋桨叶片上未加热的区域并且导致空气动力性能损失。

在严重结冰的时段内，加热器的传统占空比为通电20秒，然后断电60秒，但是通电和断电时间的其他持续时间也是可能的。这允许建立四个除冰区域并将功率依次施加到每个区域，使得从发电系统请求的峰值功率仅为同时为所有区域供电所需的功率的25%。对于两螺旋桨飞行器建立四个除冰区域的一种技术是在每个螺旋桨上限定两个区域。

当在四叶片、六叶片或八叶片螺旋桨上为每个螺旋桨限定两个区域时，可以通过将偶数叶片限定为一个区域，将奇数叶片限定为第二区域来实现。在螺旋桨上为奇数数量的叶片的情况下，这种分割所有叶片的方法是不可能的。在两叶片螺旋桨的情况下，则在对全部叶片进行除冰时，对称除冰是不可能，除非允许峰值功率请求增加到50%，而不是前面讨论的最佳25%的数字。

本技术通过提供一种螺旋桨除冰系统来解决现有技术的这些和其他缺点，该螺旋桨除冰系统具有用于平衡的三相电负载的多元件螺旋桨叶片除冰器布置。所公开的技术可以提供以平衡的方式从飞行器上的三相交流电流（AC）发电系统汲取电功率的能力，同时使由螺旋桨除冰系统提供的螺旋桨冰保护功能所需的峰值功率最小化。

根据本文所述的一个或多个实施方案，螺旋桨除冰系统具有多个加热元件，以允许在螺旋桨的叶片上形成径向除冰区域。径向除冰区域基于加热元件的径向位置而不是叶片位置。根据一些示例，除冰区域围绕螺旋桨的中心形成同心圆。这种方法对每个除冰区域实施多次功率给送，使得平衡了施加到三相AC发电系统的三相中每相的总电负载。这种方法减少了发电系统重量，改善了发电可靠性。值得注意的是，在螺旋桨叶片上的某个径向点位之外，不再需要除冰器，因为在螺旋桨旋转期间存在的离心力能够消除任何冰积聚，而无需额外加热冰/叶片界面。

图1描绘了根据本文所述的一个或多个实施方案的螺旋桨100的截面视图，该螺旋桨具有围绕螺旋桨100的中心点102径向地限定的多个除冰（或加热）区域。在此示例中，螺旋桨100包括七个叶片104a、104b、104c、104d、104e、104f、104g（统称为“叶片104”）。尽管示出了七个叶片，但是应当理解，本技术适用于具有其他数量的叶片（例如，2个叶片、3个叶片、4个叶片、5个叶片、6个叶片、7个叶片、8个叶片、9个叶片等）的螺旋桨。

在此示例中，叶片104各自包括限定除冰区域的加热元件。例如，叶片104a包括加热元件106a、108a；类似地，叶片104b、104c、104d、104e、104f、104g分别包括加热元件106b、106c、106d、106e、106f、106g（统称为“加热元件106”）和加热元件108b、108c、108d、108e、108f、108g（统称为“加热元件108”）。根据本文所述的一个或多个实施方案，加热元件106、108是电阻电路，当电流通过电阻电路时，电阻电路产生热。这样的电阻电路的示例描绘在图2、图3A和图3B中。加热元件106形成第一除冰区域107，并且加热元件108形成第二除冰区域109。第一除冰区域107如图所示使用图1中第一样式的阴影线围绕螺旋桨100的中心点102径向地形成。第二除冰区109也如图所示使用图1中第二样式的阴影线围绕螺旋桨100的中心点102径向地形成。以这种方式，第一除冰区域107和第二除冰区域109围绕如图所示配置和布置的中心点102形成相邻的、不重叠的同心环。

加热元件106、108可以包括产生热以促进除冰的电阻电路。图2、图3A和图3B描绘了这样的电阻电路的示例。例如，图2描绘了根据本文所述的一个或多个实施方案的用于对螺旋桨除冰的电路200的电路图。在此示例中，电路200与具有两个叶片204a、204b（统称为“叶片204”）的螺旋桨相关联。叶片204具有叶片头端210和叶片根部211。叶片根部是叶片204的最靠近螺旋桨的中心点（例如，图1的中心点102）的部分。

叶片204包括用于对相应叶片除冰的加热元件。通过向加热元件提供电流以使加热元件产生热来执行除冰。具体地，三相发电装置220在其每个相上为两个加热（除冰）区域1和2中的每者产生电流：相A，相B，相C（在图2中分别标记为“A”、“B”和“C”）。在一些示例中，处理装置240通过启用和禁用加热元件的加热来控制螺旋桨的加热。例如，处理装置240可以选择性地激活和停用区域中的加热元件例如持续特定的时间段。处理装置240可以是任何合适的处理装置、处理电路等，诸如现场可编程门阵列、专用集成电路、中央处理器、专用处理器、微处理器、数字信号处理器等，包括它们的组合。根据本公开的方面，本文所述的功能可以是硬件和编程的组合。编程可以是存储在有形存储器（未示出）上的处理器可执行指令，并且硬件可以包括用于执行那些指令的处理装置240。因此，系统存储器可以存储程序指令，该程序指令在由处理装置240执行时实施本文所述的逻辑。

具体地，如图所示，每个叶片204包括两个加热（或除冰）区域：区域1和区域2。例如，叶片204a包括区域1和区域2；类似地，叶片204b包括区域1和区域2。每个叶片204的区域1和2中的每者包括加热元件，该加热元件具有如图所示配置和布置的两个电阻器R1、R2。电阻器R2的电阻值是电阻器R1的电阻值的两倍。例如，如果R1的电阻值为10Ω，则R2的电阻值为20Ω。电路200中的R1、R2的电阻值之间的这种关系确保了三相发电装置220的每相上的负载是平衡的（即，基本相同）。

作为示例，三相发电装置220在相A、相B和相C上将电流供应到区域1持续第一时间段（例如10秒）。电流流过叶片204的区域1中的电阻器R1、R2。这被示出为区域1功率221。在第一时间段期满之后，三相发电装置220在相A、相B和相C上将电流供应到区域2持续第二时间段（例如10秒）。电流流过叶片204的区域2中的电阻器R1、R2。这被示出为区域2功率222。以这种方式，三相发电装置220的相上的功率负载是平衡的，并且叶片204的除冰也是重量平衡的。

为了允许将公共加热元件（即“除冰器”）安装在每个叶片204上，每个除冰器使用六（6）条电引线，如图2所示，在安装到螺旋桨上之后，该电引线经由附加的电布线互连到或连接到电功率的适当相。在此2叶片螺旋桨的示例中，施加在相A和相B之间的负载为叶片1的区域1中的R2。相B与相C之间的负载为叶片104a的区域1中的R1加上叶片104b的区域1中的R1。相C和相A之间的负载是叶片104b的区域1的R2。由于设计R2等于R1+R1，因此每个相对（即相对AB、BC和CA）上的负载是相同的（即R1+R1）。

作为另一示例电阻电路，图3A和图3B描绘了根据本文所述的一个或多个实施方案的用于对螺旋桨除冰的电路300的电路图。在此示例中，电路300与如图1所示具有七个叶片104a-104g（统称为“叶片204”）的螺旋桨相关联，不同之处是为简单起见未示出区域2的互连布线。

叶片104包括用于对相应叶片除冰的加热元件。通过向加热元件提供电流以使加热元件产生热来执行除冰。具体地，三相发电装置320在其每个相上为两个加热（除冰）区域1和2中的每者产生电流：相A，相B，相C（在图2中分别标记为“A”、“B”和“C”）。

具体地，如图所示，每个叶片104包括两个加热（或除冰）区域：区域1和区域2。例如，叶片104a包括区域1和区域2；类似地，叶片104b-104g各自包括区域1和区域2。每个叶片104的区域1和2中的每者包括加热元件，该加热元件具有如图所示配置和布置的两个电阻器R1、R2。电阻器R2的电阻值是电阻器R1的电阻值的两倍。例如，如果R1的电阻值为10Ω，则R2的电阻值为20Ω。电路300中的R1、R2的电阻值之间的这种关系确保了三相发电装置320的每相上的负载是平衡的（即，基本相同）。

作为示例，三相发电装置320在相A、相B和相C上将电流供应到区域1持续第一时间段（例如10秒）。电流流过叶片104的区域1中的电阻器R1、R2。这被示出为区域1功率321。在第一时间段期满之后，三相发电装置220在相A、相B和相C上将电流供应到区域2持续第二时间段（例如10秒）。电流流过叶片104的区域2中的电阻器R1、R2。这被示出为区域2功率322。以这种方式，三相发电装置320的相上的功率负载是平衡的，并且叶片104的除冰也是重量平衡的。

为了允许将公共加热元件（即“除冰器”）安装在每个叶片104上，每个除冰器使用六（6）条电引线，如图3A和图3B所示，对于区域1，在安装到螺旋桨上之后，该电引线经由附加的电布线互连到或连接到电功率的适当相（区域2类似地互连，但是为了清楚起见未示出这样的连接）。在此7叶片螺旋桨的示例中，施加在相A和相B之间的区域1负载为叶片104a的R1+叶片104a的R2+叶片104b的R1+叶片104b的R2+叶片104c的R1。相B和相C之间的区域1负载为叶片104c的R2+叶片104d的R1+叶片104d的R2+叶片104e的R2。因此，相C和相A之间的区域1负载为叶片104e的R1+叶片104f的R1+叶片104f的R2+叶片104g的R1+叶片104的R2。由于设计为R2 = R1+R1，所以每个相对（AB、BC和CA）上的负载是相同的（即7xR1）。

图4描绘了根据本文所述的一个或多个实施方案用于对螺旋桨（诸如图1的螺旋桨100）除冰的方法400的流程图。图4的示例关于图1、图3A和图3B描述，但不意在限于此。

在框402处，方法400包括通过第一多个加热元件（例如，加热元件106）对螺旋桨的多个叶片（例如，叶片104）中的每个叶片的第一部分执行第一加热持续第一时间段。螺旋桨的多个叶片中的每个叶片的第一部分限定第一除冰区域（例如，第一除冰区域107）。第一除冰区域围绕螺旋桨的中心点（例如，中心点102）径向地形成。

在框404处，方法400包括在第一时间段期满之后，通过第二多个加热元件（例如，加热元件108）对螺旋桨的多个叶片（例如，叶片104）中的每个叶片的第二部分执行第二加热持续第二时间段。螺旋桨的多个叶片中的每个叶片的第二部分限定第二除冰区域（例如，第二除冰区域109）。第二除冰区域围绕螺旋桨的中心点径向地形成。第二除冰区域不同于第一除冰区域（例如，参见图1）。

在执行第一加热（框402）和执行第二加热（框404）的同时，将电流从与飞行器相关联的三相发电装置（例如，三相发电装置320）的三相（例如，相A、相B、相C）中的每相供应给相应的第一多个加热元件（例如，加热元件106）和第二多个加热元件（例如，加热元件108）。三相中的每相上的负载是平衡的。

在一些示例中，如图3A和图3B所示，第一多个加热元件中的一个或多个和/或第二多个加热元件中的一个或多个可以包括电阻电路。例如，如图3A和3B所示，每个叶片104在第一除冰区域中包括电阻器R1、R2（第一电阻电路），并且类似地在第二除冰区域中包括电阻器R1、R2（第二电阻电路）。相应第一或第二除冰区域内的每个叶片104的电阻器R1、R2一起形成电阻电路。电阻器R2的电阻值大约是电阻器R1的值的两倍。根据本文所述的一个或多个实施方案，三相（例如，相A、相B、相C）中的每者在第一加热期间将电流供应给第一加热元件；类似地，三相中的每者在第二加热期间将电流供应给第二加热元件。

也可以包括其他过程。例如，根据本文所述的一个或多个实施方案，加热螺旋桨的多个叶片中的每个叶片的第二部分在第一时间段期满之后在阈值时间内（例如，小于1秒、3秒、5秒、10秒等）发生。

根据本文所述的一个或多个实施方案，在第一时间段期满之后，方法400包括在执行第二加热之前等待第三时间段。然后，根据本文所述的一个或多个实施方案，在第三时间段期满之后，方法400包括通过第一多个加热元件对螺旋桨的多个叶片中的每个叶片的第一部分执行第三加热持续第一时间段；在第一时间段期满之后，通过第二多个加热元件对螺旋桨的多个叶片中的每个叶片的第二部分执行第四加热持续第二时间段。

根据本文所述的一个或多个实施方案，在第二时间段期满之后，方法400包括通过第一多个加热元件对螺旋桨的多个叶片中的每个叶片的第一部分执行第三加热持续第一时间段。

应当理解的是，图4中所描绘的过程表示图示，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以添加其他过程或者可以移除、修改或重新布置现有过程。

技术效果和益处包括改善由三相发电装置供电的除冰系统中的功率负载平衡。具体地，不管多少叶片或其配置，三相发电装置的相上的功率负载都是平衡的。此外，不管多少叶片或其配置，叶片的除冰也是重量平衡的。

虽然仅结合有限数量的实施方案来详细描述本公开，但是应易于理解，本公开不限于所公开的此类实施方案。相反，可修改本公开以并入之前未描述但与本公开的精神和范围相符的任何数量的变化、更改、替代或等同布置。另外，尽管已经描述了本公开的各种实施方案，但是应当理解，本公开的方面可以仅包括所描述实施方案中的一些。因此，本公开不应视为由前述描述限制，而是仅由随附权利要求的范围限制。