飛機(jī)的防冰系統(tǒng)與除冰

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1概述飛機(jī)的防冰系統(tǒng)與除冰方法飛機(jī)的結(jié)冰問題嚴(yán)重危害飛機(jī)的安全性。 飛機(jī)表面出現(xiàn)冰，阻礙了空氣的流 動(dòng)，增大了摩擦力并減小升力，尤其是機(jī)翼上的冰對(duì)飛機(jī)起飛影響很大。積聚在飛機(jī)尾翼上的冰可擾亂飛機(jī)的平衡，迫使飛機(jī)向下傾斜，這種現(xiàn)象稱為尾翼失速。 這時(shí)，飛機(jī)的防冰系統(tǒng)起到了很重要的作用。通常，飛機(jī)上除冰的方法有兩種，一種是“滲透機(jī)翼”液體除冰系統(tǒng)，一種 是膨脹橡膠氣囊，稱為氣體罩，氣體罩沿著機(jī)翼安裝。但這兩種方法都存在缺點(diǎn)， 如液體除冰系統(tǒng)效率有限，氣體罩增加了飛機(jī)重量和功耗。在格林研究中心開展 聯(lián)合研究，采用可膨脹的石墨箔加熱單元技術(shù)有效替代通常的除冰

2、方法。這種超薄石墨覆蓋在飛機(jī)表面，并不會(huì)太多增加飛機(jī)重量，且能夠快速融化冰。這種安全的設(shè)備目前已向整個(gè)航空界推廣。飛機(jī)表面結(jié)冰現(xiàn)象、結(jié)冰形式以及影響因素高空飛行飛機(jī)的迎風(fēng)表面通常會(huì)伴隨三種不同形式的結(jié)冰現(xiàn)象，即“水滴積冰”，“干結(jié)冰”和“升華結(jié)冰”。在大氣對(duì)流層下半部的云霧中，常常存在大 量溫度低于冰點(diǎn)而仍未凍結(jié)的液態(tài)水滴.即“過冷水滴”。“水滴積冰”指的是飛 機(jī)部件表面的平衡溫度低于冰點(diǎn)，過冷水滴撞擊并積聚凍結(jié)于部件前緣表面而發(fā) 生的積冰現(xiàn)象。水滴積冰嚴(yán)重時(shí)常常會(huì)飛機(jī)的氣動(dòng)外形、危害飛機(jī)的飛行安全， 因此，是飛機(jī)防冰與除冰技術(shù)的主要研究對(duì)象。“干結(jié)冰”指的是飛機(jī)在含有大量冰晶或有雨夾雪的云中

3、飛行時(shí).因氣動(dòng)力加熱或飛機(jī)防冰設(shè)備工作等原因使部 件迎風(fēng)表面溫度高于冰點(diǎn)，冰晶沉積融化、然后再凍結(jié)成冰的現(xiàn)象。飛機(jī)干結(jié)冰 現(xiàn)象很少遇到，一般無危險(xiǎn)，但發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道拐彎處和進(jìn)氣部件表面發(fā)生的干結(jié) 冰現(xiàn)象，積聚的冰品進(jìn)人發(fā)動(dòng)機(jī)后，會(huì)損壞壓氣機(jī)葉片或使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火， 具有一 定的危害性?！吧A結(jié)冰”指的是飛機(jī)由冷區(qū)飛入暖區(qū)，機(jī)體表面溫度低于周圍 氣溫達(dá)到結(jié)霜溫度時(shí).空氣中水汽在飛機(jī)表面凝華成冰的現(xiàn)象。升華結(jié)冰. 只要 飛機(jī)表面溫度與周圍氣溫平衡時(shí)，冰層便能很快地被融化消失，故不存在危險(xiǎn)。 因此，“水滴積冰”成為本文討論的主要容。影響水滴積冰的形成及其嚴(yán)重程度的因素很多，包括氣象條件、飛機(jī)部件外形及飛行

4、狀態(tài)等諸多因素。一般來說， 在液態(tài)水含量較大的過冷云中飛行時(shí)， 容 易發(fā)生積冰；大氣溫度約為 0-15C時(shí)，發(fā)生積冰的概率最大；水滴直徑大 于20微米時(shí)，積冰會(huì)威脅飛行安全；飛行速度越大，由干過冷水滴撞擊數(shù)增加 使積冰量加大；但飛行速度超過冰極限飛行速度時(shí)， 又會(huì)因氣動(dòng)力加熱使部件表畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文面不再發(fā)生積冰。飛機(jī)表面積冰的形狀則主要取決于云層中的水滴直徑、大氣溫度及飛行速 度。高速飛行，飛經(jīng)單位體積過冷水滴多而大、過冷卻程度較小的云中時(shí)，易形 成如圖l-1(a)所示的“雙角狀冰”?！半p角狀冰”通常透明堅(jiān)硬，增長(zhǎng)很快，凍 結(jié)牢固，不易破除，對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)性能影響很大

5、，對(duì)飛行安全具有嚴(yán)重的危害性。 低速飛行，飛經(jīng)單位體積過冷水滴少而小、 過冷卻程度較大的云中時(shí)，飛機(jī)表面 的積冰形狀通常呈現(xiàn)粒狀或多孔的白色不透明冰層，稱作“矛狀冰”(圖1-1( c )。該冰結(jié)構(gòu)較“雙角狀冰”為松.飛機(jī)振動(dòng)和顛簸時(shí)易脫落，對(duì)飛機(jī) 氣動(dòng)性能和飛行安全影響較小。介于兩者之間的，多形成所謂的“中間冰” (圖 1-1 ( b ),其危害程度和增長(zhǎng)速度介于“雙角狀冰”和“矛狀冰”之間。9)9)圖1-1飛機(jī)高速飛行中表面冰形狀(a)雙角冰1 ( b ) 中間冰1 ( c ) 矛狀冰畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2飛機(jī)防冰與除冰技術(shù)為了防止飛機(jī)某些部位結(jié)冰，或結(jié)冰時(shí)能間斷地除

6、去冰層.保證飛機(jī)積冰時(shí) 安全飛行，人們常常要采取適當(dāng)?shù)姆辣c除冰技術(shù)。常見的需要采取防冰與除冰 技術(shù)的飛機(jī)部位主要有風(fēng)擋、空速管、螺旋槳、直升機(jī)旋翼，機(jī)瑟、尾冀、發(fā)動(dòng) 機(jī)進(jìn)氣道前緣及進(jìn)氣部件。飛機(jī)防冰與除冰技術(shù)按工作方式可分為機(jī)械除冰技 術(shù)、液體防冰技術(shù)和熱力防冰技術(shù)等如圖 2 -1飛機(jī)防冰、除冰技術(shù)所示。其中, 機(jī)械除冰技術(shù)又可分為氣動(dòng)帶除冰和電脈沖除冰技術(shù)；熱力防冰技術(shù)分別按熱源和加熱方式又分別分為電熱防冰、氣熱防冰技術(shù)，以及連續(xù)防冰和間斷除冰技術(shù)。氣朝帶靜冰電“港除冰方式拉橇際方式拉橇際圖2-1飛機(jī)防冰、除冰技術(shù)采取何種具體的防冰、除冰技術(shù)種類，取決于機(jī)種、動(dòng)力裝里、電源功率、 待保護(hù)表

7、面大小以及防冰重要程度等因素。一般來說.對(duì)于待保護(hù)表面積較大、 防冰要求較高的機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣等部件.常采用氣熱防冰技術(shù)；對(duì)待保護(hù)表面積較小、防冰要求較低的尾翼、螺旋槳等部件，可采用電熱周期除冰技術(shù)； 對(duì)不允許結(jié)冰而且耗電功率不大的風(fēng)擋、空速管等部件，則多采用電熱防冰技術(shù)。 下面我將對(duì)圖2-1中的各種防冰、除冰技術(shù)進(jìn)行 闡述。氣動(dòng)帶除冰技術(shù)氣動(dòng)帶除冰技術(shù)又稱“膨脹管除冰技術(shù)”。利用飛機(jī)部件前緣表面上膨脹管 的膨脹作用，使其外表面冰層破碎而脫落的機(jī)械障冰的技術(shù)。該技術(shù)系統(tǒng)由空氣 泵.控制閥、卸壓閥、翰氣管及膨脹管等組成。膨脹管常由涂膠織物制成。用于 機(jī)翼，尾翼前緣的膨脹管通常有展向、 弦向

8、兩種形式。周期地使膨脹管充氣而膨 脹，卸壓而收縮，從而使冰層破裂，脫離管面，然后被氣流吹去?！痉?、除冰部位：】飛機(jī)部件前緣。機(jī)械除冰。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院為畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電脈沖除冰技術(shù)電脈沖除冰技術(shù)由釋放靜電能產(chǎn)生高能盤的電脈沖， 作用在飛機(jī)部件待防護(hù) 部位的蒙皮上，在彈性變形圍使象皮快速鼓動(dòng)，從而破除該蒙皮表面上冰層的機(jī) 械除冰技術(shù)。該技術(shù)系統(tǒng)一般由電源、電脈沖源、功率存貯器，脈沖發(fā)生器和控 制裝置等組成。除冰時(shí)常采用以下兩種方案：(1)將電磁線圈置于十分靠近篆皮的表面處，由電容向線圈地輸人大量靜電能，產(chǎn)生高峰值電磁波，使蒙皮鼓動(dòng)而破冰。(2)將不可燃、不導(dǎo)電的液體填充在由部件防冰表面蒙皮制成

9、的腔體， 由 浸在液體的電極地釋放大量靜電能， 產(chǎn)生很高的液體壓力.經(jīng)液體傳遞壓力使蒙 皮鼓動(dòng)而破冰?！痉?、除冰部位：】主要用于除去飛機(jī)部件待防護(hù)部位的蒙皮表面的冰層。 機(jī)械除冰。電液體防冰技術(shù)向部件待防護(hù)表面噴涂防冰液，與撞擊在表面上的過冷水滴混合，液體凝固 點(diǎn)低于表面溫度而不結(jié)冰的飛機(jī)防冰技術(shù)。通常采用連續(xù)噴射防冰液的防護(hù)方 式。有時(shí)也用周期性噴液方式。該技術(shù)系統(tǒng)一般由貯液箱、泵、過濾器、控制裝 置、輸液管及液體分配器等組成。常用乙烯乙二醇，異丙醇、乙醇、甲醉等低凝 固點(diǎn)液體作防冰液。在泵的壓力作用下，防冰液經(jīng)液體分配器均勻地送至部件表 面。常用的分配方式有以下三種：(1)利用螺旋槳、直升

10、機(jī)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將防冰液甩到槳葉、旋翼 前緣表面。(2)由霧化噴嘴將防冰液噴射到風(fēng)擋、雷達(dá)罩外表面。(3)用安置在機(jī)(尾)翼前緣駐點(diǎn)線附近的多孔金屬條滲出(在壓差作用 下)防冰液.并借助氣流作用將防冰液均勻分布到前緣表面。使用液體防冰技術(shù)時(shí).不會(huì)在部件防冰表面后形成冰瘤.而且停止供液后.還 具有短時(shí)間的防冰作用。但因防冰液消耗量較大，使系統(tǒng)重量增丸噴液孔易堵塞， 維護(hù)麻煩，現(xiàn)已很少采用。【主要用于防冰部位：】待保護(hù)表面積較小、防冰要求較低的尾翼、螺旋槳 等部件。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電熱防冰技術(shù)電熱防冰技術(shù)又稱電防冰技術(shù)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱部件防冰?面的熱力防

11、冰技術(shù)。該技術(shù)系統(tǒng)一般由電源、選擇開關(guān)、過熱保護(hù)裝置，及電加 熱元件等組成。選擇開關(guān)有“手動(dòng)”、“自動(dòng)”等位置。當(dāng)位于“自動(dòng)”位置時(shí)， 飛機(jī)結(jié)冰傳感器感受結(jié)冰電訊號(hào)，自動(dòng)接通或斷開系統(tǒng)電源。過熱保護(hù)裝置（包括溫度傳感頭和繼電器）用來防止防冰表面蒙皮過熱而變形。 電加熱元件將電源 所供的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢?duì)部件防冰表面加熱、 除冰。電防冰技術(shù)有連續(xù)加熱和 間斷加熱兩種形式。對(duì)防冰表面不允許結(jié)冰或加熱耗電功率較小的部件 （如風(fēng)擋， 空速管等）。常用連續(xù)加熱的防冰方式；對(duì)防冰表面允許少量結(jié)冰或加熱耗電功 率較大的部件（如機(jī)翼、尾翼等）。常用周期加熱的除冰方式。常用于不允許結(jié)冰而且耗電功率不大的風(fēng)擋、空

12、速管等部件。氣熱防冰技術(shù)氣熱防冰是利用熱空氣加熱飛機(jī)部件防冰表面的熱力防冰技術(shù)。 活塞式發(fā)動(dòng) 機(jī)的飛機(jī)，多用汽油加溫器等加熱沖壓空氣作熱氣源；裝噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)， 一 般從發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引氣作熱氣源。 被引出的熱壓縮空氣流過流量限制器、 單向活 門、防冰控制閥，輸入熱氣表面加熱器，對(duì)部件表面加熱以防冰。由于熱空氣加熱蒙皮時(shí)熱慣性大，周期加熱控制較難，故很少采用周期加熱 的防護(hù)方式，而常用連續(xù)加熱的防護(hù)方式。連續(xù)加熱方式多用于防冰表面較大的 部件，如機(jī)翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣等。該技術(shù)系統(tǒng)使用維護(hù)簡(jiǎn)單，工作可 靠，但熱最利用率較低。常用于待保護(hù)表面積較大、防冰要求較高的機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣等部

13、件。蒸發(fā)防冰與流濕防冰技術(shù)蒸發(fā)防冰技術(shù)又稱“干防冰”技術(shù)，是氣熱防冰技術(shù)方式的一種。它是指飛 機(jī)在云層中飛行時(shí)，氣熱防冰系統(tǒng)對(duì)部件防冰表面連續(xù)加熱， 將飛機(jī)表面收集的 水份全部蒸發(fā)的防護(hù)技術(shù)。這種技術(shù)需熱量大，一般用在不允許防冰表面后部形 成冰瘤的部件，如懸掛（或后機(jī)身兩側(cè)吊掛）發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)具群根前緣表面。流濕 防冰技術(shù)又稱“濕防冰”技術(shù)。它是指飛機(jī)在云層中飛行時(shí)，熱力防冰系統(tǒng)對(duì)部 件防冰表面連續(xù)加熱不能將飛機(jī)表面所收集的水量全部蒸發(fā)的防護(hù)技術(shù)。該技術(shù)將使部件防冰表面呈流濕狀態(tài)，而在防冰表面后部常常會(huì)形成冰瘤。用這種防護(hù) 方式播熱量較小，對(duì)防冰表面后允許結(jié)少量冰瘤而不影響飛行安全的部件 （如機(jī)

14、翼、尾翼，風(fēng)擋等），一般都應(yīng)采用這種技術(shù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文【防、除冰部位：】待保護(hù)表面積較大、防冰要求較高的機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣等部件。氣動(dòng)帶除冰和液體防冰技術(shù)始于上世紀(jì)三、四十年代，但因膨脹管充氣時(shí)對(duì) 飛機(jī)氣動(dòng)性能影響較大，目前已很少使用。電脈沖除冰技術(shù)興起于六十年代末， 由于系統(tǒng)有重至較輕，耗電功率小， 除冰效果良好等特點(diǎn)，許多現(xiàn)代飛機(jī)上依然 使用該技術(shù)。然而，當(dāng)前飛機(jī)上使用最為廣泛是熱力防冰技術(shù)，該技術(shù)已成為現(xiàn) 代飛機(jī)防冰與除冰技術(shù)發(fā)展的主流。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院為畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3飛機(jī)防冰系統(tǒng)試驗(yàn)飛機(jī)防冰系統(tǒng)試驗(yàn)是飛機(jī)防冰技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，它可以測(cè)定飛機(jī)部件防護(hù)

15、表 面的結(jié)冰情況和飛機(jī)防冰系統(tǒng)的工作性能.驗(yàn)證防冰技術(shù)系統(tǒng)的可靠性。目前， 主要的飛機(jī)防冰系統(tǒng)試驗(yàn)有以下四種：冰風(fēng)洞試驗(yàn)“冰風(fēng)洞”是飛機(jī)飛行時(shí)研究部件迎風(fēng)表面和某些儀表機(jī)外傳感器的結(jié)冰問 題及其防（除）冰方法的特種風(fēng)洞。冰風(fēng)洞穩(wěn)定段前裝有大容盤的冷卻器.穩(wěn)定 段中設(shè)有可控制的噴霧裝置，以便在試驗(yàn)段中模擬真實(shí)飛行時(shí)遇到的結(jié)冰云霧條 件。風(fēng)洞風(fēng)扇前設(shè)里防護(hù)網(wǎng)，防止冰塊打傷風(fēng)扇葉片。冰風(fēng)洞試驗(yàn)主要是利用結(jié) 冰風(fēng)洞研究飛機(jī)部件或模型的結(jié)冰情況及防（除）冰方法，測(cè)定防冰系統(tǒng)最小需用功率（熱空氣流量、防冰液消耗量或耗電功率），確定防冰系統(tǒng)方案的。在風(fēng) 洞試驗(yàn)時(shí)，為了維持風(fēng)洞正常運(yùn)行.某些風(fēng)洞部件和測(cè)試設(shè)備

16、傳感器須有防冰措 施。例如，拐角導(dǎo)流片常用蒸汽加熱以免其表面結(jié)冰而堵塞風(fēng)洞回路，試驗(yàn)段觀察窗用電加熱），以免玻璃表面結(jié)冰而影響其透明度；總壓管用電加熱，以免結(jié) 冰而影響試驗(yàn)段風(fēng)速的正常測(cè)示等。防冰技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段通常需要反復(fù)進(jìn)行冰風(fēng)洞試驗(yàn).一般可獲得滿意結(jié) 果，但試驗(yàn)件的尺寸往往受冰風(fēng)洞設(shè)備限制，很難模擬氣壓高度等因素。干空氣飛行試驗(yàn)帶有熱力防冰系統(tǒng)的飛機(jī)在預(yù)定高度、氣溫的干空氣中飛，并測(cè)定部件防冰 表面溫度分布值及防冰技術(shù)系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的試驗(yàn)。根據(jù)干空氣飛行試驗(yàn)測(cè)得的數(shù) 據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，可估計(jì)熱力防冰技術(shù)系統(tǒng)的防護(hù)能力。模擬結(jié)冰飛行試驗(yàn)飛機(jī)在人工模擬的結(jié)冰氣象條件下飛行， 測(cè)定防冰系統(tǒng)的工作性

17、能，以及不 防冰部件表面的結(jié)冰對(duì)飛行性能影響的試驗(yàn)。 模擬結(jié)冰飛行試驗(yàn)可以用來對(duì)大部 件及整機(jī)防冰系統(tǒng)作初步鑒定。該試驗(yàn)常有以下三種試驗(yàn)方法：被試部件的前方安裝霧化噴水設(shè)備， 在預(yù)定氣溫的大氣中，模擬過冷云霧條 件，接通防冰技術(shù)系統(tǒng)，測(cè)取系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖3-1用于機(jī)翼、尾翼前緣的積冰模型帶有霧化噴水設(shè)備的飛機(jī)在預(yù)定溫度的大氣中飛行，控制噴水設(shè)備建立所需過冷云霧區(qū)，測(cè)取防冰技術(shù)系統(tǒng)工作性能數(shù)據(jù)。 利用地面低溫和風(fēng)向條件，控制噴霧裝里以形成所需過冷云霧區(qū)，測(cè)定 防冰技術(shù)系統(tǒng)工作性能。積冰模擬試驗(yàn)還可以將飛機(jī)部件表面冰層的模型固定于飛機(jī)上，使該部件與氣流相

18、對(duì)運(yùn)動(dòng)，以測(cè)定積冰對(duì)飛行性能影響的試驗(yàn)。積冰模型可用橡皮、夾布膠木、 泡沫塑料、木材或有彈性的材料制作，常膠接于部件表面。可按預(yù)定的結(jié)冰氣象 條件、飛機(jī)飛行狀態(tài)和所用防冰系統(tǒng)類型選取適當(dāng)?shù)姆e冰模型形式。用于機(jī)翼、 尾翼前緣的積冰模型（圖 3-1）。對(duì)不防冰的機(jī)翼、尾翼，可用（a ）、（b ）冰 型；對(duì)于流濕防冰或周期除冰方式，可用（c ） , （d）冰型。為安全計(jì)，該機(jī)型 必須先在風(fēng)洞中試驗(yàn)，而后進(jìn)行機(jī)載積冰模型飛行試驗(yàn)。通過對(duì)試驗(yàn)測(cè)得的有關(guān) 氣動(dòng)性能數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析，從而決定被試部件是否裕要采取防（除）冰措施。3.4自然結(jié)冰飛行試驗(yàn)飛機(jī)在結(jié)冰計(jì)算狀態(tài)的云中飛行，防冰技術(shù)系統(tǒng)的工作性能。自然結(jié)

19、冰飛行 試驗(yàn)僅用于新機(jī)防冰系統(tǒng)最后鑒定。因完全符合預(yù)定設(shè)計(jì)狀態(tài)的云層很難遇到， 一般只能在近似的預(yù)定氣象條件下進(jìn)行測(cè)定， 然后根據(jù)所測(cè)的防冰試驗(yàn)和計(jì)算數(shù) 據(jù)，分析、推算該防冰系統(tǒng)的工作能力。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院為畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4防冰系統(tǒng)故障檢查與實(shí)例分析Y-12 nY - 12H型飛機(jī)是小型多用途飛機(jī)，安裝了機(jī)、尾翼降冰系統(tǒng)、進(jìn)氣道前 緣電防冰系統(tǒng)、進(jìn)氣道慣性分離系統(tǒng)、螺旋槳電除冰系統(tǒng)、空速管電防冰系統(tǒng)、 失速警告器電防冰系統(tǒng)、燃油通氣孔防冰系統(tǒng)、風(fēng)檔酒精防冰系統(tǒng)。除沒有熱空 氣防冰系統(tǒng)外，具有電防冰、液體防冰、膨脹式除冰系統(tǒng)。機(jī)、尾翼除冰系統(tǒng)是 膨脹式充氣管橡膠除冰套.加上與其配套的機(jī)械、電子

20、、電氣部件組成.由美國(guó) BFG公司提供了機(jī)、尾翼除冰系統(tǒng)初步建議，水滴撞擊分析報(bào)告、除冰系統(tǒng)原理 圖及除冰套圖。由于在1985年12月24日頒發(fā)Y 12H型飛機(jī)的型號(hào)合格證時(shí)，沒有 安裝機(jī)、尾翼除冰系統(tǒng)，因而， Y12H型飛機(jī)的使用類型是非結(jié)冰條件。經(jīng)過 1986年下半年對(duì)機(jī)、尾翼除冰系統(tǒng)的安裝，飛機(jī)的防冰系統(tǒng)已齊全.通過飛行 試驗(yàn)驗(yàn)證Y - 121型飛機(jī)的條件已經(jīng)成熟。恰好，美國(guó)聯(lián)邦航空局于1986年新頒發(fā)了 AC 23 . 1419-1咨詢通報(bào)，題目是：小飛機(jī)在結(jié)冰條件飛行的合格審 定.FAA認(rèn)為，此材料既不是強(qiáng)制性的也不是限制性的. 也不打算形成一部法規(guī)， 其目的是為申請(qǐng)人實(shí)施符合性驗(yàn)證

21、時(shí)提供可選擇的方法。因而，下面的咨詢通報(bào)可以作為Y 12H飛機(jī)防冰能力飛行驗(yàn)證的指南。屆時(shí)，通過飛機(jī)防冰能力飛行驗(yàn)證的指南來對(duì) Y - 1211型飛機(jī)的防冰系統(tǒng) 進(jìn)行分析，從而清楚飛機(jī)防冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮什么， 飛機(jī)起飛前對(duì)防冰系統(tǒng)有 何要求，飛機(jī)防冰系統(tǒng)遇到故障怎樣排故。1.45分鐘待機(jī)狀態(tài)在確定飛機(jī)防冰能力時(shí)，要考慮飛機(jī)使用條件的皺嚴(yán)重狀態(tài)。通常要考慮飛 機(jī)在不同高度上的爬升、巡航、待機(jī)和下降等使用狀態(tài)。對(duì)于 Y 12H型這類低 速飛行的飛機(jī)，由于沒有使用高升力裝置， 其巡航狀態(tài)可能是呆嚴(yán)重的狀態(tài).因 為外露表面L結(jié)冰改變了機(jī)、尾翼的翼型，相應(yīng)對(duì)飛機(jī)的升力、阻力和操縱上 都產(chǎn)生影響。使用經(jīng)

22、驗(yàn)表明：在結(jié)冰條件下飛行的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)45分鐘是可能遇列的狀態(tài)。稱之為45分鐘待機(jī)狀態(tài)。在確定研究全機(jī)使用特性的臨界冰型應(yīng)采用45分忡待機(jī)準(zhǔn)則。Y 1211型飛機(jī)的干空氣飛行試驗(yàn)的冰型就是根據(jù)上述咨詢通報(bào) 的45分鐘待機(jī)準(zhǔn)則而進(jìn)行計(jì)算并結(jié)合自然結(jié)冰試驗(yàn)的冰塑進(jìn)行修正而確定的： 水滴立徑22微米，含水量0.59克每立方米。這種分析是飛機(jī)保留在結(jié)冰云 中飛行，而且所有的轉(zhuǎn)彎在結(jié)冰云中完成。Y12H型飛機(jī)曾到新疆進(jìn)行驗(yàn)證飛行， 基本上是在層云中完成共飛行18架次，28小時(shí)33分.結(jié)冰飛行試驗(yàn)了架次.每 次試驗(yàn)飛行都力爭(zhēng)達(dá)到待機(jī)45分鐘條件下的結(jié)冰程度，但是由于自然結(jié)冰條件 無法預(yù)報(bào)，同時(shí)在云中飛行過

23、程中又不能直接控制含水量、水滴直徑寺， 因此每畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文次飛行都盡量增加持續(xù)結(jié)冰時(shí)間.飛行時(shí)間與含水量的乘積為最大的一次飛行是 生98 了年3月19日下午的試驗(yàn)飛行，含水量0 . 32g / m3，飛行時(shí)間160分, 乘積為51 ,迢過了待機(jī)45分鐘乘0.5g / m3 ,等于22,5的乘積。超過此乘 積的還有1987年3月19日的試飛及1987年4月3日的試飛，其乘積分別為 45和28。說明Y 121型飛機(jī)的防冰能力驗(yàn)證基本上按咨詢通報(bào)進(jìn)行的，符合45分鐘的待機(jī)狀態(tài)的要求。.頗振分析按照小飛機(jī)在結(jié)冰條件飛行的合格甲定要求應(yīng)進(jìn)行顫振研究以表明考慮了 冰積累的質(zhì)

24、量分布后對(duì)顫振特性是否產(chǎn)生有害影響。對(duì)沒有安裝防冰或除冰設(shè)備的表面，考慮的是積累冰的影響.對(duì)已經(jīng)防護(hù)的表面，考慮的是殘留冰的影響。 但是，在顫振分析中不需考慮冰型對(duì)氣動(dòng)特性的影響。機(jī)翼顫振分析所用的結(jié)構(gòu)模型由一根位于36 %弦長(zhǎng)處的剛軸代替，機(jī)身與尾翼的結(jié)構(gòu)模型也簡(jiǎn)化為剛軸，機(jī)翼在翼根處與機(jī)身較接并通過斜撐桿與子翼和 機(jī)身上部連接。機(jī)翼剛度及各連接桿的剛度通過調(diào)整， 與未帶冰型灼全機(jī)共振試 驗(yàn)的振型及頻率已達(dá)到一致。帶冰型后仍采用這一套剛度和質(zhì)量數(shù)據(jù).但為了便 于附加積累冰、除冰套與殘留冰的質(zhì)量.在剛軸上伸出了一些剛性臂。由于斜撐 桿與子翼的積累冰離其剛軸較近，且對(duì)機(jī)翼顫振速度的影響很小.所以

25、沒有伸出 剛性臂。顫振計(jì)算所用程序是國(guó)際公認(rèn)的NASTRA曜序.結(jié)果表明.隨結(jié)冰量的增加，頻率略有減少.規(guī)律是合理的.但其弈化量很小，可以認(rèn)為沒有變化.結(jié) 論是結(jié)冰對(duì)臨界顫振速度影響很小.仍可滿足大于1 . 2Vd的要求。通過自然結(jié)冰試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)副翼配重的頭部結(jié)了很大的冰，這對(duì)防止副翼顫振是有利的。.動(dòng)力源分析AC 23.14 19 - 1咨詢通報(bào)要求申請(qǐng)人在防冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)估算動(dòng)力源。 Y 1211型飛機(jī)裝有兩臺(tái)額定輸出為200A的直流發(fā)電機(jī)，共400A。取并聯(lián)系數(shù) 0. 95 .則系統(tǒng)的實(shí)際額定輸出電流為 400A x 0 .95=380A .而Y 1211飛機(jī) 防冰系統(tǒng)電氣負(fù)載為78.5

26、9A 。如考慮加上沒有防冰系統(tǒng)的飛機(jī)最大平均負(fù)載 125 . llA .則具有防冰系統(tǒng)的飛機(jī)最大負(fù)載為 203 .7A，小于380A的發(fā)電容 量。即使一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)可處于強(qiáng)迫通風(fēng)狀態(tài).允許長(zhǎng)期輸出電流為25oA ,也滿足動(dòng)力源供給全機(jī)包括防冰系統(tǒng)等負(fù)載的要求。由于考慮 了單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障狀態(tài).因此有關(guān)動(dòng)力源的驗(yàn)證符合23.903的發(fā)動(dòng)機(jī)隔離要求.故障分析為了飛機(jī)的飛行試驗(yàn)安全，F(xiàn)AA咨詢報(bào)告要求應(yīng)研究可識(shí)別的故障或失效。 并分析其對(duì)飛機(jī)的影響。經(jīng)分析，飛機(jī)，防冰、除冰系統(tǒng)影響飛行安全主要是：10西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文防冰系統(tǒng)中除冰套有關(guān)部件發(fā)生故障使機(jī)翼或尾翼出現(xiàn)非

27、對(duì)稱結(jié)冰并達(dá)到喪失 操縱的程度。因此.在每次飛行前要嚴(yán)格檢查除冰套及管路是否漏氣.控制發(fā)生不對(duì)稱結(jié)冰的概率.止匕外.螺旋槳除冰系統(tǒng)有關(guān)電器部件發(fā)生故障.以及除冰器接通時(shí)無 線電千擾或噪音等.都可能危及飛行安全。.撞擊極限分析咨詢通報(bào)要求申請(qǐng)人提出機(jī)、尾翼等需要防冰的部位的水滴軌跡和撞擊分 析。這個(gè)分析應(yīng)對(duì)飛機(jī)使用包線和 FAA25部附錄C結(jié)冰包線所有的臨界情況進(jìn) 行檢查。Y - 12H 飛機(jī)的速度圍是0.18 300km/h ,高度圍1 000 6000m , 其中1000 3000m的結(jié)冰幾率最大，是檢查的重點(diǎn)。翼型的前緣半徑和最大厚 度點(diǎn)的位置是影響水滴撞擊極限的兩個(gè)主要因素。當(dāng)撞擊極限超

28、出前緣半徑圓弧區(qū)時(shí).前緣半徑越小.最大厚度點(diǎn)越靠后.則撞擊極限越靠后.反之亦然。因此 計(jì)算時(shí)用NACA65 216翼型代替GAW1翼型.前緣半徑由2.6 % 變?yōu)?2 .2 % 最大厚度點(diǎn)由38 崛為40 % 平尾用NACA65 212代NACA1412 .美 國(guó)BFG公司為Y 12H設(shè)計(jì)的除冰套除冰圍為：機(jī)翼上下表面分別為82 . 5mm 和184.1mm 平尾上下表面分別為 158 .7mmf口 57. 1mm,垂尾為82 . 5mm.如 以直徑40微米的水滴計(jì)算撞擊極限，則在機(jī)翼上表面超出5mm ,下表面超出73mm;平尾上表面超出27mm下表面超出12mm ,垂尾撞擊區(qū)全部落在除冰區(qū)。

29、 如果以水滴直徑為20微米計(jì)算撞擊極限.則全部在防護(hù)區(qū).實(shí)測(cè)試飛情況：最大水滴直徑在 40微米至44微米之間，空速為240km/h , 高度為2900m時(shí).機(jī)翼上表面主要結(jié)冰部位在 60mm以.少數(shù)達(dá)90mm,下表面 超出210mmi寸有極薄的一層冰，說明計(jì)算是保守的。實(shí)際超出防護(hù)區(qū)的冰對(duì)飛機(jī) 性能的影響是很小的。因此，Y - 12型飛機(jī)機(jī)、尾翼氣動(dòng)除冰套的除冰圍是足夠的。11西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院結(jié)束語西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目前隨著飛機(jī)飛行速度的不斷提高，多數(shù)飛機(jī)的時(shí)速已超過結(jié)冰極限飛行速 度，所需的結(jié)冰防護(hù)部位因而也有所減少。但任何高速飛機(jī)都有低速飛行階段， 如起飛，著陸等，

30、而且風(fēng)擋和某些儀表的機(jī)外傳感頭等重要部件仍需防冰， 所以, 飛機(jī)的防冰與除冰技術(shù)依然是飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。本文對(duì)飛機(jī)防冰，除冰系統(tǒng)以及相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行了全面綜述，能夠?qū)︼w機(jī)的防 冰與除冰技術(shù)有個(gè)較為全面的理解。我認(rèn)為飛機(jī)的防冰系統(tǒng)學(xué)習(xí)在我三年對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)充當(dāng)著很重要的角色， 貫穿幾門專業(yè)課。我也發(fā)現(xiàn)在航空電器， 飛機(jī)構(gòu)造幾門課程的課本上，我們可以 了解到的飛機(jī)防冰系統(tǒng)是很可觀的。 學(xué)期末，我有一個(gè)和南方航空公司人事部的 領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行學(xué)習(xí)交流的機(jī)會(huì)，領(lǐng)導(dǎo)問的幾處都與飛機(jī)的防冰系統(tǒng)有關(guān)， 而在座的各 位很少有對(duì)飛機(jī)防冰系統(tǒng)有所說的。這也可能跟學(xué)校主要圍繞軍機(jī)教學(xué)有關(guān)系， 所以我希望在畢業(yè)論

31、文中能夠?qū)Ψ辣到y(tǒng)有更深的了解，對(duì)客機(jī)又拓展式的學(xué) 習(xí)。通過論文，我也著實(shí)對(duì)飛機(jī)防冰系統(tǒng)，及其除冰工作有了深一層次的掌握， 了解了許多書本上以外的知識(shí)，也讓將要離開學(xué)校走入工作崗位的我對(duì)知識(shí)有所 鞏固，讓知識(shí)在三年后的學(xué)習(xí)后有所消化。12畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文辭在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師瓊老師的熱心指導(dǎo)和幫助， 由于工作 原因，論文后期不能在校與導(dǎo)師當(dāng)面溝通，所以后來借助網(wǎng)絡(luò)與老師取得聯(lián)系， 再此感老師在百忙之中抽出空來對(duì)我的論文進(jìn)行詳細(xì)的批改及所給予的指導(dǎo)。從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著瓊老師的心血和 汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，瓊老師為我提

32、供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富 于創(chuàng)造性的建議，老師一絲不茍的作風(fēng)， 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度使我深受感動(dòng)，沒有這樣的 幫助和關(guān)懷和熏，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此向瓊老師表示深深的感 和崇高的敬意！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這兩年中給予我諸多教誨和幫助的各 位老師表示由衷的意，感他們兩年來的辛勤栽培。不積陛步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知 識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。同時(shí)，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有 關(guān)的作者表示意。我還要感同組的各位同學(xué)以及我的各位室友， 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你

33、們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見， 對(duì)于你們幫助和支持，在此我表 示深深地感！13畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文文獻(xiàn)1航空工業(yè)科技詞典編委會(huì)編航空工業(yè)科技詞典.國(guó)防工業(yè)， 19802林肖芬.飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì).航空工業(yè)，20023勤紅，喬建軍.飛機(jī)模擬冰型飛行試驗(yàn)14畢業(yè)設(shè)計(jì)論文西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文飛機(jī)防冰系統(tǒng)和除冰方法【摘要】本論文主要闡述了飛機(jī)防冰系統(tǒng)，飛機(jī)表面結(jié)冰現(xiàn)象、結(jié)冰形式以及影響因 素；然后對(duì)現(xiàn)有的飛機(jī)防冰與除冰技術(shù)進(jìn)行概括；最后還對(duì)幾類常規(guī)的飛機(jī)防冰系統(tǒng)試驗(yàn)進(jìn)行綜述。經(jīng)大學(xué)課本的學(xué)習(xí)，我們基本只能知道飛機(jī)的防冰系統(tǒng)分為 電防冰和熱防冰，發(fā)動(dòng)機(jī)防冰和大翼

34、防冰主要是靠發(fā)動(dòng)機(jī)的熱引氣， 而空速管和 風(fēng)擋則是依靠電加溫來防冰的。通過本文，可對(duì)飛機(jī)的結(jié)冰、除冰與防冰，以及 相關(guān)的試驗(yàn)技術(shù)有較為全面的了解，在論文最后以Y-12II型飛機(jī)為例解讀防冰系統(tǒng)故障檢查與實(shí)例分析。關(guān)鍵詞：飛機(jī)結(jié)冰飛機(jī)除冰防冰系統(tǒng)Abstract: This paper mainly expounds the plane surface ice phenomenon, icy form and influencing factors were expounded, Then for existing aircraft anti-icy and removing ice techn

35、ology generalization, Finally on several categories of conventional aircraft anti-icy system test were reviewed in this article. Through this paper, may to the aircraft icing, removing ice and anti-icy, and the related experimental technology have relatively comprehensive understanding,finally to Y - 12H type ofsystemairc