1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計論 文論文題目： 飛機(jī)外表結(jié)冰對飛機(jī)的影響及防護(hù)所屬學(xué)院： 航空維修工程學(xué)院指導(dǎo)老師： 曹建華 職 稱： 高工/副教授 學(xué)生姓名： 彭浩 班級、學(xué)號: 12503529專 業(yè)： 飛機(jī)制造技術(shù)西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制20014年10月10日西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文任務(wù)書題目： 飛機(jī)外表結(jié)冰對飛機(jī)的影響及防護(hù)任務(wù)與要求： 1、XX XXX XX XXX XXX X X 2、XX XXX XX XXX XXX X X 3、XX XXX XX XXX XXX X X時間： 2021 年 06 月20日 至 2021 年 10 月 10 日 共 8 周所屬學(xué)院：

2、 航空維修工程學(xué)院學(xué)生姓名： 彭浩 學(xué) 號： 12503529專業(yè)： 飛機(jī)制造技術(shù)指導(dǎo)單位或教研室： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 指導(dǎo)教師： 曹建華 職 稱： 高工/副教授西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2014年 10月 10日 畢業(yè)設(shè)計(論文)進(jìn)度方案表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字至根據(jù)指導(dǎo)老師的要求以及自己幾年來的所學(xué)，并在圖書館及網(wǎng)上查閱大量的相關(guān)資料根底上，確定出幾個論文的題目手寫至向指導(dǎo)老師匯報前段準(zhǔn)備情況，最后確定本次的論文題目，并開始著手整理相關(guān)資料手寫至根據(jù)整理的相關(guān)資料，初步建立起論文的根本框架，并和指導(dǎo)老師討論是否適宜，修改完善手寫至結(jié)合自己所學(xué)，對所掌握的資料進(jìn)行合

3、理的篩選后，又專門前往圖書館查詢資料，之后初步形成論文的初稿，并發(fā)送給指導(dǎo)老師，接受老師的指導(dǎo)手寫至就指導(dǎo)老師對初稿指出的相關(guān)問題，尤其是論文格式問題，進(jìn)行及時修改，并對論文所涉及到的理論問題進(jìn)行了認(rèn)真審查，修改后，將電子稿再次發(fā)給老師手寫至就指導(dǎo)老師再次提出的相關(guān)問題進(jìn)行修改，并經(jīng)過屢次討論，形成滿足學(xué)校要求的論文接受老師最后的修改手寫至進(jìn)一步完善論文，打印，提交，等待論文辯論手寫教師對進(jìn)度方案實施情況總評 簽名 年 月 日 本表作評定學(xué)生平時成績的依據(jù)之一。題 目【摘要】本論文主要闡述了宋體，小四關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞一關(guān)鍵詞二宋體，小四目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK

4、 l _Toc305700499 1 概述 PAGEREF _Toc305700499 h 3 HYPERLINK l _Toc305700500 2 XXXX PAGEREF _Toc305700500 h 3 HYPERLINK l _Toc305700501 2.1 XXXXX PAGEREF _Toc305700501 h 3 HYPERLINK l _Toc305700502 2.1.1 XXXX PAGEREF _Toc305700502 h 3 HYPERLINK l _Toc305700503 2.1.2 XXXX PAGEREF _Toc305700503 h 3 HYPER

5、LINK l _Toc305700504 3 XXXX PAGEREF _Toc305700504 h 4 HYPERLINK l _Toc305700505 3.1 XXXXX PAGEREF _Toc305700505 h 4 HYPERLINK l _Toc305700506 3.1.1 XXXX PAGEREF _Toc305700506 h 4 HYPERLINK l _Toc305700507 3.1.2 XXXX PAGEREF _Toc305700507 h 4 HYPERLINK l _Toc305700508 4 總結(jié) PAGEREF _Toc305700508 h 4 H

6、YPERLINK l _Toc305700509 結(jié) 束 語 PAGEREF _Toc305700509 h 5 HYPERLINK l _Toc305700510 謝 辭 PAGEREF _Toc305700510 h 6 HYPERLINK l _Toc305700511 文 獻(xiàn) PAGEREF _Toc305700511 h 71 概述飛機(jī)在空中飛行時，在翼面前緣和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)易發(fā)生結(jié)冰,致使飛機(jī)操穩(wěn)特性惡化，甚至造成機(jī)毀人亡,因此了解結(jié)冰對飛行的危害、預(yù)測結(jié)冰的特性和開展消冰防冰方法，對于保證飛行全安極為重要。飛機(jī)在結(jié)冰氣象條件下飛行時在飛機(jī)機(jī)翼前緣發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道和壓氣機(jī)葉片上在渦輪螺

7、旋槳發(fā)動機(jī)的螺旋槳槳葉上在駕馭艙風(fēng)檔玻璃以及在測溫、測壓的各種傳感儀器探頭上，常常會遇到結(jié)冰的現(xiàn)象。飛機(jī)結(jié)冰后，不僅增加了飛機(jī)的重量，而且破壞了飛機(jī)的氣動外形，因而阻力增加，飛機(jī)操縱性、穩(wěn)定性下降；儀表、儀器結(jié)冰后，會導(dǎo)致指示失常，如結(jié)冰嚴(yán)重時還可能出現(xiàn)嚴(yán)重的飛行事故。2 飛機(jī)的結(jié)冰現(xiàn)象及探測 飛機(jī)的飛行環(huán)境主要是對流層。在對流層，空氣上下對流劇烈并有云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象。在飛行過程中，特別實在穿過云層和降雨區(qū)時，往往會遇到水霧甚至是過冷水滴。水霧或者過冷水滴很容易附著在記憶、尾翼、螺旋槳槳葉前緣及座艙玻璃等處，只要溫度足夠低，他們就會凝結(jié)成冰，這就是飛機(jī)的結(jié)冰現(xiàn)象。著不僅增加了飛機(jī)的重量

8、，而且破壞了飛機(jī)的氣動外形，增加了阻力，結(jié)冰嚴(yán)重時會給飛機(jī)正常飛行帶來困難。既然結(jié)冰現(xiàn)象對飛機(jī)來說是有害的，那么及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)測結(jié)冰現(xiàn)象就變得非常重要。這個工作由結(jié)冰探測系統(tǒng)來完成。2.1 飛機(jī)結(jié)冰的三種形式 飛機(jī)在飛行過程中之所以會結(jié)冰，是因為大氣含有不同相態(tài)的水分子，這是飛機(jī)結(jié)冰的前提條件。根據(jù)結(jié)冰時的具體情況，飛機(jī)結(jié)冰可以分為三種形式。 干結(jié)冰飛機(jī)在熱帶區(qū)域飛行，當(dāng)遇上冰晶云由冰晶體組成的云時，冰晶體就會沉積在飛機(jī)外表而結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為干結(jié)冰飛機(jī)干結(jié)冰?，F(xiàn)象很少遇到，一般無危險，但發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道拐彎處和進(jìn)氣部件外表發(fā)生的干結(jié)冰現(xiàn)象，積聚的冰晶進(jìn)人發(fā)動機(jī)后，會損壞壓氣機(jī)葉片或使發(fā)動機(jī)熄火，具

9、有一定的危害性。 凝華結(jié)冰 凝華結(jié)冰是指大氣中的氣態(tài)水不經(jīng)過液態(tài)相直接凍結(jié)在飛機(jī)外表上的一種結(jié)冰現(xiàn)象。因此，只要溫度條件具備，在無云的大氣中也可以發(fā)生。升華結(jié)冰只要飛機(jī)外表溫度與周圍氣溫平衡時，冰層便能很快地被融化消失，故不存在危險。 2.1.3 滴狀結(jié)冰 滴狀結(jié)冰又稱水滴結(jié)冰，是大氣中的過冷水滴撞擊在飛機(jī)外表上而凍結(jié)的一種結(jié)冰現(xiàn)象。撞擊在機(jī)體外表的過冷水滴，其凍結(jié)的速度是十分迅速的，幾乎是立即凍結(jié)。圖1-1 飛機(jī)外表積冰的形狀那么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)單位體積內(nèi)過冷水滴多而大、過冷卻程度較小的云中時，易形成如圖l-1(a)所示的“雙角狀冰。“雙角狀冰通

10、常透明堅硬，增長很快，凍結(jié)牢固，不易破除，對飛機(jī)氣動性能影響很大，對飛行平安具有嚴(yán)重的危害性。低速飛行，飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴少而小、過冷卻程度較大的云中時，飛機(jī)外表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)振動和顛簸時易脫落，對飛機(jī)氣動性能和飛行平安影響較小。介于兩者之間的，多形成所謂的“中間冰圖1-1 ( b ) ) ，其危害程度和增長速度介于“雙角狀冰和“矛狀冰之間。圖1-1 圖1-1 因為結(jié)冰現(xiàn)象對飛機(jī)來說是有害的，那么及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)測結(jié)冰現(xiàn)象就變得非常重要當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入結(jié)冰區(qū)域或產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象時，結(jié)冰信號器就開始工作。它一方

11、面可以向機(jī)組發(fā)出結(jié)冰警告信號，另一方面能自動接通防冰系統(tǒng)進(jìn)行防冰或除冰工作。結(jié)冰信號器一般分為駕駛員直觀式和自動結(jié)冰信號器兩類。相對來說自動結(jié)冰信號器的工作可靠性不是很好，而直觀式結(jié)冰信號器及簡單又好用，采用較為普遍，但駕駛員的工作負(fù)擔(dān)比擬重。探冰棒探冰棒是最簡單的直觀式結(jié)冰信號器。由于它尺寸小，在輕微結(jié)冰條件下便會結(jié)冰。一次，在探冰棒的旁邊通常有聚光燈，以保證夜間飛行時能監(jiān)控探冰棒的結(jié)冰狀況。 探冰燈 探冰燈是探測結(jié)冰的輔助設(shè)備。探冰燈是一種專用的聚光燈，外形和普通燈差不多，一般裝設(shè)在機(jī)身中部機(jī)翼前方的左右兩側(cè)。當(dāng)探冰燈接通后，燈光會照射到整個機(jī)翼前緣，以便觀察結(jié)冰情況。 自動結(jié)冰探測器 自

12、動結(jié)冰探測器既可以向駕駛員發(fā)出進(jìn)入結(jié)冰狀態(tài)的吧、信號，也可以自動的接通防冰系統(tǒng)，使其工作。根據(jù)原理的不同可分為：機(jī)械式、壓差式、導(dǎo)電式、射線式、紅外線式等。3 結(jié)冰強(qiáng)度及冰形在結(jié)冰氣象條件下飛行時，飛機(jī)所有部件得迎風(fēng)面上都可能出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。但通常情況下，結(jié)冰對飛行影響的程度最終取決于結(jié)冰強(qiáng)度和結(jié)冰形狀。3.1 結(jié)冰強(qiáng)度結(jié)冰強(qiáng)度就是冰在飛機(jī)部件上的形成速度，以每分鐘增長的厚度表示。結(jié)冰強(qiáng)度與飛行速度、氣象條件及飛機(jī)部件折外形有關(guān)，由于各部件外形不同，所以在同樣的飛行和氣象條件下，各局部的結(jié)冰強(qiáng)度是不同的。結(jié)冰強(qiáng)度客分為弱、中度、強(qiáng)、極強(qiáng)四個等級。結(jié)冰強(qiáng)度并不能完全表達(dá)飛機(jī)結(jié)冰的嚴(yán)重程度，如飛機(jī)處

13、于小范圍雨積云的極強(qiáng)結(jié)冰條件下飛行時間很短，結(jié)冰強(qiáng)度雖然很大,但結(jié)冰量不會很厚；相反，如飛機(jī)處于弱結(jié)冰條件下飛行時間很長，那么冰層可能很厚。所以，總的結(jié)冰厚度也是一個非常重要的概念，因而引入結(jié)冰程度這一概念。 所謂結(jié)冰程度，是指在結(jié)冰條件下的全部飛行時間內(nèi)，飛機(jī)外表所結(jié)冰層的最大厚度。顯然，結(jié)冰程度是冰的生成速度和飛機(jī)飛過結(jié)冰區(qū)域的時間的函數(shù)。3.2 飛機(jī)結(jié)冰冰型由于飛機(jī)疾病史的具體條件不同導(dǎo)致結(jié)冰層的形狀也不同。不同冰型對飛行影響也不一樣。因此需要對冰型的形狀做詳細(xì)的討論。機(jī)翼前緣冰型按外形可分為三種，分別是楔狀冰、混合冰和槽狀冰。楔狀冰小四號宋體，固定值 20磅楔狀冰透明度比擬差，多程乳白

14、色，無光澤所以一些資料也稱它“不透明冰、“無光澤冰、和“乳白色冰；又由于它很像冬季地面上的霧凇，所以又被稱為“霧凇或“結(jié)晶冰體，如圖3-1圖3-1 楔狀冰的顯著特點是，在結(jié)冰外表上的分布范圍小，僅在機(jī)翼前緣很狹窄的區(qū)域上形成，另外冰的比重也較小，約為2000-6000N/m2。這類冰在溫度比擬低-20左右和過冷水滴較小的云層中形成。由于水滴尺寸要求小，所以在外表上的撞擊范圍小，加之溫度低，所以凍結(jié)過程中的潛熱要比熱損失小得多。因而它們的凍結(jié)速度十分迅速，以致在過冷水滴的外形尚未破壞時，就已經(jīng)凍結(jié)在外表了。撞擊區(qū)小加上無向后的流散，所以其凍結(jié)范圍狹窄，由于凍結(jié)迅速，所以水滴之間保持有空隙，其中氣

15、泡來不及排除，因而具有像砂紙一樣粗糙不平的外表。楔狀冰組織比擬松脆，所以比擬容易脫落。但一旦冰層結(jié)的很厚，又加上外表比擬粗糙，她會對飛行帶來較大的危害。 2混合冰小四號宋體，固定值 20磅由于混合冰外表粗糙，所以又得名“毛冰；又因色澤類似于白瓷，所以也有稱其為“瓷冰的。如圖3-2圖3-2 混合冰的主要特點是：其冰層外表粗糙不平且與機(jī)體外表的連接十分牢固，此種冰多形成于-10-20的云中，因云中大、小水滴并存，所以形成的冰既具有大水滴結(jié)冰的特征，又具有小水滴凍結(jié)的特點。如果云中既含有過冷水滴又含有冰晶，也可以形成混合型冰。由于這類冰的外表粗糙不平，對飛機(jī)外形的破壞比擬大，又因其在外表刪凍結(jié)的十分

16、牢固，因而對飛行的危害并不亞于楔狀冰。3槽狀冰由于槽狀冰的外表光滑，冰體透明，也有資料稱其為“明冰，這類冰除光滑透明外，還具有以下各特點：通常它沿著翼型外表的弦向分布范圍比擬大，一般大于200-300mm；由于冰的比重較大，當(dāng)飛機(jī)在結(jié)冰云層飛行時，由于形成結(jié)冰的因素有很多，飛機(jī)部件上的結(jié)冰形式也有所不同。一般為6000-9000N/m2；冰中沒有氣泡，因而透明并且組織致密，所以它的外表連結(jié)力很大，法向結(jié)合力高達(dá)185N/cm2，如圖3-3。圖3-3 槽狀冰具有上述特點，是由它形成時的條件決定的。這種冰是在溫度較高以及過冷水滴尺寸較大的云層中飛行時形成的。由于過冷水滴較大，所以它在外表上的撞擊范

17、圍也大，加之環(huán)境溫度較高。因而水滴在凍結(jié)中的潛熱不易被散掉。所以其凍結(jié)速度比擬緩慢，使得有時機(jī)再氣動力的作用下水滴向撞擊極限的前方流散，這就形成了光滑、透明和組織緊密以及與外表結(jié)合強(qiáng)度較大的特點。形成槽狀的原因是由于過冷水滴在凍結(jié)過程中，有翼型前緣向前方流散的不完全所致。飛機(jī)部件外表，特別是機(jī)翼外表上結(jié)了這類冰型，將會嚴(yán)重地破壞飛機(jī)的氣動外形，由于它外表結(jié)合力較大難以脫落所以它對飛行的危害最大。根據(jù)資料統(tǒng)計，飛機(jī)結(jié)冰中經(jīng)常出現(xiàn)的為混合冰型，其次為楔狀冰，槽狀冰出現(xiàn)的時機(jī)很少。4 結(jié)冰對飛機(jī)飛行性能的影響 機(jī)翼和尾翼是飛機(jī)產(chǎn)生升力的主要部件。結(jié)冰時，冰層主要聚集在翼面前緣局部。機(jī)翼和尾翼上結(jié)冰，

18、會引起翼型阻力增加，升力下降，臨界攻角失速攻角減小，飛機(jī)操縱性和穩(wěn)定性惡化。4.1.1翼型阻力增加，升阻比降低翼型阻力是由摩擦阻力和壓差阻力兩局部組成的。摩擦阻力的產(chǎn)生是由空氣具有粘性，在空氣流經(jīng)機(jī)翼外表時，會形成附面層而產(chǎn)生摩擦阻力。摩擦阻力的大小，主要取決于附面層的性質(zhì)，層流附面層的阻力遠(yuǎn)比紊流附面層阻力小，機(jī)翼外表都設(shè)計成流線型截面，就是為了防止出現(xiàn)紊流附面層的。壓差阻力是物體前后的壓力差所引起的，因此，它的大小主要取決于物體的形狀。為了減小翼型的壓差阻力，機(jī)翼外表也必須具有良好的空氣動力外形。機(jī)翼和尾翼結(jié)冰后，外表出現(xiàn)不平并使翼型失真，破壞了原來的流線外形，是氣流產(chǎn)生局局部離，從而使原

19、來的層流附面層變成紊流附面層，于此相應(yīng)的摩擦阻力和壓差阻力都會增大。有資料說，機(jī)翼外表結(jié)上槽狀冰后，翼型阻力可增加5-10倍。根據(jù)飛機(jī)試驗，機(jī)翼和尾翼結(jié)冰時，其增加的阻力占飛機(jī)因結(jié)冰引起阻力增加總量的70-80%。由此可見，對機(jī)翼前緣防冰加溫是十分重要的。本來飛機(jī)的升力系數(shù)Cy是隨攻角的增大而增大的，當(dāng)然阻力系數(shù)Cx也會增加，對于一個氣動性能良好的翼型剖面，應(yīng)該是升力系數(shù)比阻力系數(shù)增加得快一些，通常用升阻比k=Cy/Cx來衡量機(jī)翼空氣動力性能的優(yōu)劣。顯然，k值應(yīng)越大越好。但是，機(jī)翼結(jié)冰后，阻力增加多，引起升阻比降低，使機(jī)翼空氣動力品質(zhì)變壞。臨界攻角減小圖4-1 臨界攻角減小當(dāng)機(jī)翼為流線型時，流

20、過機(jī)翼的氣流將是一層一層的，這時的升力系數(shù)Cy隨攻角的增加而線性增長；增大cr時，如果再繼續(xù)增加，那么Cy猛烈下降，這個升力系數(shù)Cy為最大值時的攻角cr稱為臨界攻角。當(dāng)翼面結(jié)冰后，氣流的流線型分層遭到破壞，會使臨界攻角cr下降。圖4-1表示了翼面結(jié)矛狀冰和槽形冰后臨界攻角減小的情況，同時可見，結(jié)冰后的升力系數(shù)最大值Cymax也下降了。機(jī)翼與尾翼結(jié)冰后，臨界攻角下降，使飛機(jī)在低速飛行時，特別是在著陸時有失速的危險，因此飛機(jī)在著陸時，水平尾翼通常處于負(fù)攻角狀態(tài)，對飛機(jī)起著配平作用，由于臨界攻角下降，使得尾翼在較小負(fù)攻角時就產(chǎn)生了氣流別離，因而引起飛機(jī)低頭，為了糾正這種非操縱性的飛機(jī)低頭，飛行員不得

21、不增大襟翼偏轉(zhuǎn)角，這就失去了飛行速度，飛行速度過低那么容易進(jìn)入失速狀態(tài)。在結(jié)冰狀態(tài)，為了防止失速危險，飛機(jī)的最小飛行速度應(yīng)為不結(jié)冰狀態(tài)產(chǎn)生氣流別離時的極限速度的倍。機(jī)翼和尾翼的嚴(yán)重結(jié)冰，還會引起飛機(jī)的機(jī)械抖動，操縱機(jī)構(gòu)的縫隙結(jié)冰可能引起卡阻現(xiàn)象，這些都是影響飛機(jī)操縱和危及飛行平安的。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣部件及螺旋槳結(jié)冰的影響發(fā)動機(jī)進(jìn)氣部件結(jié)冰的影響飛機(jī)在結(jié)冰氣象條件下飛行時，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣道前緣、發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)前的整流罩。支撐件、以及第一級壓氣機(jī)前的導(dǎo)流葉片都有可能結(jié)冰。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道前緣通常具有與機(jī)翼類似的流線外形，故其結(jié)冰情況與機(jī)翼有類同之處，但又有它的特點，如結(jié)冰區(qū)域比機(jī)翼大，另外由于氣流在進(jìn)氣道內(nèi)加速

22、，使溫度下降，所以在環(huán)境介質(zhì)溫度5-10的正溫條件下也可能結(jié)冰。圖4-2 圖4-3 圖4-2為發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道前緣及內(nèi)外外表結(jié)冰情況的示意圖。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道及進(jìn)氣部件結(jié)冰，破壞了他們原來的氣動外形，減小了進(jìn)氣道面積同時也減小了壓氣機(jī)每相鄰葉片間的空氣流通面積，使進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量減少，因而發(fā)動機(jī)功率下降。對進(jìn)氣道入口裝有格柵的發(fā)動機(jī)，結(jié)冰時氣體流通面積減小更多，可能導(dǎo)致功率嚴(yán)重下降。為了保障發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和推力，這時必須加大燃油比流量，這樣除增大燃油比消耗外，還會使渦輪前燃?xì)鉁囟壬撸僭O(shè)超過允許值那么會燒壞渦輪葉片，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)停車。由于結(jié)冰的不對稱性及壓氣機(jī)葉片上冰層的不均勻脫落，都會破壞轉(zhuǎn)子的動

23、平衡，它除造成動力裝置及飛機(jī)的振動外，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)軸承的損壞；脫落的冰層隨高速氣流進(jìn)入壓氣機(jī)，打在葉片上還可能造成壓氣機(jī)損壞。螺旋槳為高速旋轉(zhuǎn)部件，在結(jié)冰條件下飛行時，螺旋槳槳葉、整流罩均可發(fā)生 結(jié)冰。因為螺旋槳槳葉的形狀實際上是一個扭曲了的機(jī)翼，因此結(jié)冰情況與機(jī)翼有相同之處，有時甚至比機(jī)翼還嚴(yán)重，在槳葉的整個長度上都可能結(jié)冰，漿尖的冰在離心作用下比擬容易甩掉。弦向從槳葉前緣開始，結(jié)冰范圍可達(dá)25%左右。螺旋槳及進(jìn)氣道的結(jié)冰情況如圖4-3所示。 螺旋槳結(jié)冰后破壞了它的氣動外形，增加了翼型阻力，因而降低了螺旋槳的效率。螺旋槳結(jié)冰，由于其不對稱性，還會引起振動，當(dāng)冰層甩脫時，可能危及飛機(jī)和

24、發(fā)動機(jī)部件，甚至擊穿蒙皮和氣密艙的危險，所以螺旋槳結(jié)冰也嚴(yán)重影響著飛機(jī)的平安飛行。飛機(jī)在結(jié)冰條件下飛行時，或當(dāng)飛機(jī)高度突然下降時，駕駛艙正面風(fēng)檔玻璃可能結(jié)冰或出現(xiàn)霧氣，這時會降低玻璃的透明度，使目測飛行變得十分困然，對飛機(jī)的起飛和著陸是很不利的。 飛機(jī)上裝有空速管和多種測溫測壓探頭，這些部件也可能結(jié)冰。當(dāng)測壓口結(jié)冰使進(jìn)氣孔面積變小時，會使入口動壓減小，使空速指示失真；測溫探頭結(jié)冰時，由于冰的蒸發(fā)，會使溫度值下降，由此引起的誤差可達(dá)10%以上。在現(xiàn)代大型飛機(jī)上，這些速度，壓力和溫度信號要送到有關(guān)計算機(jī)，由于結(jié)冰引起輸入?yún)?shù)的誤差或錯誤，將會使儀表或數(shù)字顯示失真，使駕駛工作復(fù)雜化，因而隱含著種種不

25、平安因素。5 飛機(jī)防冰的一般方法飛機(jī)上主要的防冰部位有機(jī)翼、尾翼、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道、螺旋槳、風(fēng)檔玻璃和測溫測壓探頭，根據(jù)這些部位的不同和防冰所需能量的大小，因而各部位有不同的防冰方法。根據(jù)防冰所采取能量形式的不同，可分成機(jī)械除冰系統(tǒng)，液體防冰系統(tǒng)，熱氣防冰系統(tǒng)和電熱防冰系統(tǒng)，下面分別討論他們的工作原理和優(yōu)缺點以及在民航飛機(jī)上的應(yīng)用概況。氣動膨脹管除冰系統(tǒng)典型的膨脹管除冰裝置如圖5-1所示，它是在飛機(jī)的防冰外表設(shè)置許多可膨脹的膠管，當(dāng)外表結(jié)冰時，膠管充氣膨脹而使冰破碎，然后由氣流將冰吹走，除冰后，膨脹管收縮，保持正常的氣動力外形。圖示膨脹管是沿機(jī)翼展向放置的，也可沿機(jī)翼弦向放置。圖5-1沿機(jī)翼翼展方

26、向的除冰管 膨脹管除冰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，消耗空氣流量小，但是他改變了翼形、增大了阻力，所以只在早期的低速飛機(jī)上應(yīng)用過。電脈沖除冰系統(tǒng) 電脈沖除冰系統(tǒng)是一種高效節(jié)能的除冰方法，工作原理方塊圖如圖5-2所示。它由供電裝置變壓整流器及電容式儲能器組成的脈沖式發(fā)生器、程序器和感應(yīng)器等幾局部組成。脈沖發(fā)射器產(chǎn)生電脈沖，它作用在感應(yīng)器上，是蒙皮產(chǎn)生作用時間很短的脈沖力，并產(chǎn)生小幅高頻振動，這樣很快可以將冰除去。程序器是用來控制各感應(yīng)器的接通次序和接通時間的。圖5-2電脈沖系統(tǒng)除冰簡圖 電脈沖除冰系統(tǒng)工作溫度適應(yīng)范圍大，所需能量小，它的耗能僅為電熱除冰系統(tǒng)的1/100-1/60。有資料報道稱電脈沖除冰可能成為下

27、一代飛機(jī)的除冰系統(tǒng)。液體防冰系統(tǒng) 液體防冰是一個物理防冰方法，它的根本原理是借助某種液體減小冰與飛機(jī)外表的附著力或降低水在飛機(jī)防冰外表的凍結(jié)溫度。 液體防冰系統(tǒng)可以連續(xù)地或周期地向防冰外表噴射工作液體。要求工作液體具有凝結(jié)溫度低，和水混合性能好，與防冰外表附著力強(qiáng)，對防冰外表沒有化學(xué)腐蝕作用，無毒以及防火性能好等。目前使用的防冰液有甲醇、乙醇酒精、乙烯乙二醇等。從性能上看，甲醇的冰點最低，乙醇次之，乙烯乙二醇最高，但從著火危險來說，乙烯乙二醇化學(xué)穩(wěn)定性好，最平安，價格也最廉價，所以美國制造的飛機(jī)多用乙烯乙二醇作防冰液，而前蘇聯(lián)飛機(jī)那么多用乙醇或乙醇與其他液體的混合液作為防冰液。 液體防冰系統(tǒng)在

28、風(fēng)檔玻璃防冰及活塞式發(fā)動機(jī)的螺旋槳等部件的防冰上得到廣泛的應(yīng)用，其主要問題是要配備足夠的防冰液，并選取適當(dāng)?shù)姆椒▽⒎辣簢娚涞椒辣獗砩稀釟夥辣到y(tǒng) 在現(xiàn)代飛機(jī)的防冰系統(tǒng)中，熱氣防冰和電熱防冰的使用占有絕對的優(yōu)勢，這是因為它們在飛機(jī)結(jié)冰的廣闊范圍內(nèi)可以有效而可靠地工作。熱氣防冰系統(tǒng)的氣源熱氣防冰系統(tǒng)通常有下面幾種方案。1由發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)直接引氣為了得到防冰所需要的熱氣溫度，可在壓氣機(jī)的高壓級和低壓級同時引氣經(jīng)過，混合后供應(yīng)系統(tǒng)使用。2利用空氣引射裝置 由發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)的某級引出高溫?zé)釟饬?，并在系統(tǒng)中設(shè)置引射器，利用高溫高壓氣流，從大氣中引入一股冷空氣，經(jīng)過混合后供應(yīng)系統(tǒng)作為介質(zhì)。3利用熱交換器組件 熱交換器的熱氣流是發(fā)動機(jī)的廢燃?xì)?，冷氣流取自大氣，由一個專門的引氣口引入，大氣經(jīng)廢氣加熱后送入防冰系統(tǒng)工作。 流入熱交換器的空氣和廢燃?xì)獾牧髁糠謩e由調(diào)節(jié)活門控制，廢燃?xì)獾臏囟纫话阍?00左右，所以應(yīng)該先翻開冷空氣調(diào)節(jié)活門，后翻開廢氣調(diào)節(jié)活門，而且一般由工作空氣的溫度自動調(diào)節(jié)廢氣調(diào)節(jié)活門的開度。這種方法的優(yōu)點是對發(fā)動機(jī)推力影響比擬小，缺點是需要開引氣口，因而增大了飛機(jī)的阻力。熱氣防冰系統(tǒng)原理方塊圖 典型的熱氣防