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【本科论文】浅析航空飞行器的结冰与防冰(论文范文资料)

星级: ★★★★ 期刊: 《科技与企业》作者:岳剑飞 时磊浏览量:3701 论文级别:优秀本章主题:飞行器和传感器原创论文: 5156论文网更新时间:12-16审核稿件编辑:Ford本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:3471 评论次数: 4398

导读:现在请大家鉴赏的文章是飞行器和传感器方面的论文范例。本篇文章有利于同专业方向的大学硕士研究生和本科生在写作毕业论文范文前写作和查找资料有清晰思路。

岳剑飞 时磊

河北保定66350部队92分队 河北保定 071000

【摘要】航空飞行器在大气温度5℃以下和空气湿度较大及复杂气象条件下飞行时,突出部位通常是容易结冰的,比如:旋翼/尾桨的前缘、发动机进气口、空速管、风挡玻璃、天线等.结冰危害是极大的,可能改变飞行器的气动外形,导致升力减小;可能阻挡飞行员的视线;可能造成仪表的指示误差,严重是危及飞行安全.防冰系统的功能是发出结冰信号并自动除冰.通过研究,人们对飞行中结冰危害的认识有了显著提高,并形成了诸多防范直升机结冰、除冰的有效措施、经验和方法.

【关键词】航空飞行器;结冰与防冰

一、结冰的气象条件

航空飞行器飞到一定高度,周围空气湿度足够大,温度足够低,机体表面就可能结冰.从物态变化的角度来讲,结冰实际上是一种水汽或者液态水遇冷而转变为固态的物理现象.飞行中,结冰主要是由大气中水汽直接在机体表面凝华而成.过冷水滴指的是一种高空云层中普遍存在的不稳定的,稍受震动便立即冻结成冰的微小水滴,这种水滴分布于许多云团中.当飞行器在这样的云团中穿行时,一旦机体表面低于0℃,过冷水滴就会在机体表面某些部位冻结,并积聚成冰.飞行中,飞行器的结冰与所穿越云团的温度、湿度、云团状态、降水、时令等状况息息相关.一般来说,机体表面结冰通常发生于0℃- -20℃温度范围内,但强结冰多发生于-2℃- -10℃ ; 当云中的空气湿度达到温度露点差在0 至5℃之间时,更容易发生结冰.当飞行穿越积雨云或浓积云的上方时,机体表面通常会出现强结冰; 而穿越层云或层积云时,通常发生弱积冰或中积冰.

二、结冰对航空飞行器的危害

飞行器的突出部位通常是较容易结冰的.比如,旋翼/ 尾桨的前缘、发动机进气口、空速管、飞机风挡、天线等.除此之外,旋翼表面也较容易结冰,油箱内的水杂质有时也会形成细小的水粒.概括起来,结冰对直升机的危害有以下几个方面.

(一)破坏飞行器的空气动力性能.旋翼或尾桨结冰,可使飞行中的升力下降,阻力增加,续航性能变差,并可引起机体抖动,使操作变得困难.即使薄薄的一层冰或霜也能损害旋翼和尾桨性能,相当于中粒砂纸粗糙度的冰也可能导致操纵品质降低到危险程度;另外,结冰对起飞性能的影响也是非常严重的,它可使飞行器的起飞过程变得艰难,可导致

航空飞行器的结冰与防冰
飞行器和传感器论文范例

飞行器离地后坠毁等现象.

(二)威胁发动机.当飞行器处于空气湿度较大的区域,如雾、云、或降水中,如果外部温度低于0℃,则会在发动机进气口上出现积冰.这样就会使进气量减少,进气气流发生畸变,造成动力损失,甚至发动机停车.还有更严重的情况,当飞行器起飞时,旋翼因升力作用变得弯曲,前缘冰层常会破裂散开,发动机若将这些碎冰吸入,往往会打坏发动机风扇或压缩机叶片.另外,对长途飞行的飞机来说,燃油结冰也是一个重要的问题.长途高空飞行,油箱里燃油的温度可能降至与外界大气温度一致,油箱里的水杂质在燃油系统里传输的过程中很可能变成小冰粒,这样会阻塞油滤、油泵和油路控制部件,进而引起发动机内燃油故障.

(三)影响仪表、通讯和视线.飞行器的空速管、天线等设备部件通常裸露在机体表面,较容易结冰.空速管结冰后,会导致空速表显示错误,影响飞行员对飞行器状态的判断;而天线结冰,会影响通讯,甚至造成通讯中断.另外,飞行器风挡一旦结冰,会影响飞行员的视野,干扰正常飞行和起降.

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三、航空飞行器防冰系统简介

(一)概述.当飞行器进入结冰区时,结冰信号器向飞行员提供结冰告警信号,以便使飞行员操作避开结冰区.

(二)组成和安装.防冰系统包括:结冰传感器、温度传感器、电子变换器、“结冰检查”按钮和结冰警告灯.结冰传感器和温度传感器安装在飞行器表面蒙皮上,电子

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转换器安装在设备舱内.

(三)主要技术数据

直流额定电源电压:28V

功耗: ≤ 16W

交流电源电压: 单相115V/360Hz

功耗: 长期30VA, 除冰是300VA

结冰信号灵敏限:0。4mm - 0。8mm

传感器除冰时间: ≤ 9s

结冰信号灯燃亮延时时间:90s

当外界环境温度高于20℃时,系统自动关闭.

(四)工作原理.接通电源,电子变换器给结冰传感器提供一个激励信号,使之维持振动,当结冰传感器结冰后,振动频率发生变化,电子传感器自动跟踪其变化,并维持结冰传感器继续振动,同时参考温度传感器环境温度,向飞行员提供结冰信号.

(五)操作.航空飞行器上电后结冰信号器处于工作状态:首先自动进入自检,如果工作正常,主警告灯发出闪烁的红色信号,同时,“结冰”红色告警灯燃亮,持续一段时间后熄灭;主警告灯可手动按压复位后熄灭.否则判断为故障.航空飞行器一旦进入结冰区域,当结冰传感器探头表面结冰,冰厚达到灵敏限时,结冰信号器便输出信号.使主警告灯发出闪烁的红色信号,同时,信号灯盒上的“结冰”红色告警灯燃亮,持续两分钟.结冰传感器在输出告警信号的同时,接通结冰传感器的电加热,在5秒内将传感器探头表面的冰完全除去,以便探测新的结冰状况.“结冰”告警灯告警时持续燃亮,直到结冰传感器探头上的冰厚低于灵敏限时,该告警灯才熄灭;主告警灯可手动按压复位.当发生新的结冰告警时,告警系统又重复上述过程.在地面可对结冰信号器进行检查.按压“结冰检查”按钮,主告警灯发出闪烁的红色信号,同时“结冰”红色告警灯燃亮,持续一段时间后熄灭;主告警灯可手动按压复位.否则可判断为故障.

四、防范航空飞行器结冰得措施、经验和方法

经过一次次办痛的教训以及深入的研究,人们对航空飞行器结冰不利影响的认识有了显著的提高,并形成了诸多防范航空飞行

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器结冰危害以及消冰、除冰的有效措施、经验和方法.

(一)检查航空飞行器状况和防冰系统.起飞前,对航空飞行器进行结冰检查,必要时进行消冰、除冰,这一程序现在已经成为民航企业的必修课.在地面结冰条件下,飞行机组必须认真的对飞行器进行机务检查,以确定飞行器表面是否冰冻.这里重点检查的部位是发动机进气道、风挡、活动部位等.检查的内容包括:查看飞行器除冰设备是否处于良好状态,判断飞行器是否需要执行除冰、防冰程序.一旦发现飞行器外表已有冰霜,必须彻底清扫干净后才能起飞,否则在空中飞行器将“雪上加霜”.

(二)研究航线天气,避开结冰区.尽量绕开结冰区,也是一些资深飞行员防范飞行器结冰惯用的方法.飞行前,机长通常会将机组人员召集在一起,研究航线的天气情况,对航线天气变化做到心中有数.在空中飞行中遇到结冰时,可优先考虑使用除冰设备.若除冰设备失效,但结冰不强,对飞行影响无大碍,飞行时间又不长,则飞行器可以继续飞行;但结冰较强,影响操纵时,飞行器应迅速脱离结冰区.实际飞行中,大多数飞行员会采取改变飞行高度的方法,大气温度随高度的降低而升高,当飞行器的飞行高度降低到1000米,冰可自行融化.

(三)常用的除冰手段.在一些飞行器中,电加温、热空气加温以及电和热空气混合加温等除冰手段经常被使用.电加温防护的原理非常简单,它利用埋设在风挡、空速管等部位的电热丝通过加电时电热丝的电热能将冰雪融化.发动机进气道安有热空气加温装置,热空气从发动机压缩机引来.电和热空气混合加温通常用于防尘装置.这些传统的消冰方法至今仍是有效的,在许多飞行器上仍广泛使用.

[ 参考文献 ]

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