飞机防除冰系统技术多元化发展战略与路径

防除冰技术体系系统性强,理论涉及多门学科,是关系到飞机安全运行的关键技术。通过研究防除冰系统技术的构成,针对国内防除冰系统技术的发展现状进行分析,结合国内防除冰系统在技术开发、试验验证、工程应用方面的成果,总结了"横向一体化"增长型战略,构建"有人+无人"、"体系+多用"和"复杂+新型"的防除冰系统技术多元化路径。重点发展防除冰系统技术分支中的复杂环境探测技术与新型防除冰执行技术,并通过试验验证设施的同技术化实现多用途功能。     

飞机电脉冲除冰系统参数设计

介绍了电脉冲除冰系统的组成与工作原理,分析了系统能量、电容、电压、电阻等参数对除冰性能的影响,提出了电脉冲除冰系统参数的合理选择及计算方法,为除冰系统的工程应用奠定了基础。     

飞机地面除冰设备能发展现状与未来

飞机地面除冰设备是一种通过喷洒液体溶解、清除飞机表面冰雪覆盖物的地面保障设备。本文在介绍飞机地面除冰设备的构成、分类和使用除冰／防冰液除冰作业工艺的基础上,论述了飞机地面除冰设备在扩展作业空间、改善操作环境、节约使用除冰／防冰液．优化加热系统方面的发展与进步。     

热力机械复合式除冰系统能耗分析

介绍了热力机械复合式除冰系统的组成。通过建立模型,计算分析了热力机械复合式除冰系统的除冰能耗,并与传统电加热除冰系统能耗进行比较。结果表明,热力机械复合式除冰系统能量消耗低,除冰效率高,可以覆盖更大的结冰防护区域,满足严酷结冰安全飞行的需求。     

飞行器防/除冰技术研究进展

综述了飞行器防/除冰技术的研究进展情况。首先,总结了几种防/除冰技术特点,其中电加热防/除冰技术是目前最好也是成熟的方法;其次3D技术在防/除冰系统上的应用会逐渐增加,因此,重点介绍了3D技术在防/除冰系统中的最新进展;最后对我国防/除冰技术的发展进行了展望。     

机翼电脉冲除冰效果的仿真分析

电脉冲除冰系统是保障飞机在结冰气象条件下安全飞行的一种机械除冰系统,它具有高效节能、稳定性好、通用性强等优点。国外研究机构从20世纪70年代起就针对电脉冲除冰系统开展了大量的研究工作,国内关于该方面的研究起步较晚。为研究不同因素对电脉冲除冰系统除冰效果的影响,本文分别建立了简单翼型前缘结构以及 NACA2414、NACA2428、NACA2407等多种 NACA 翼型前缘结构的机翼电脉冲除冰系统的有限元模型,并提出了基于除冰率的系统除冰效果评判准则。基于机翼电脉冲除冰系统有限元模型,采用数值仿真,分别研究了不同幅值脉冲力作用下,脉冲力作用位置、翼型几何形状以及脉冲力作用序列对系统除冰效果的影响。通过对不同系统模型的仿真结果进行分析,可以发现：为达到相同除冰效果,采用对称双脉冲作用所需的幅值明显小于单脉冲作用;相同工况下,相对厚度较小的翼型前缘除冰效果较好,且同一翼型的下翼面的除冰效果略好于上翼面的除冰效果;通过适当调整脉冲触发顺序,可以达到或接近通过单纯增加脉冲载荷所达到的除冰效果。本文通过仿真计算,提炼了机翼电脉冲除冰系统除冰效果随各影响因素的变化规律,指出了机翼电脉冲除冰系统的优化方向,为机翼电脉冲除冰系统的设计奠定了基础。     

黑鹰直升机旋翼桨叶防/除冰系统研究

旋翼系统是直升机的关键动部件之一,旋翼桨叶结冰会降低直升机性能,危及飞行安全。为了使直升机具备全天候飞行能力,有必要在直升机上安装旋翼桨叶防/除冰系统。黑鹰直升机上装备的电热防除冰系统是美国西科斯基公司最早开发的比较成功的一款旋翼防/除冰系统。详细介绍黑鹰直升机旋翼防/除冰系统的发展历程和设计特点,对比了UH-60A和UH-60M直升机上防/除冰系统的异同。     

直升机的防除冰系统

介绍了直升机结冰的基本情况和国内外防、除冰技术研究的现状,明确了电热防、除冰方法目前依然是解决直升机结冰问题最好也是最成熟的方法。对直升机电热防、除冰系统研发所涉及到的结冰理论计算、冰风洞结冰试验、加热元件设计与布置、加热控制率和系统综合评估几方面进行阐述,指出了防、除冰系统研发的大致过程及应注意的问题,为实际系统的研究开发提供有益的参考。     

直升机旋翼结冰影响及防/除冰方法综述

为深入认识旋翼结冰的影响，从结冰强度和桨尖冰脱落两个方面阐述了旋翼结冰的特征及其主要响应因素，进而归纳了结冰对直升机升阻力特性、悬停特性、操纵特性等气动影响，并提出了评估旋翼冰脱落对直升机物理损伤的主要思路和方法。介绍了旋翼防/除冰应用中的电热防/除冰、液体防冰和气动除冰等主要技术，系统分析了它们的优缺点：电热防/除冰除冰效率高，但能耗较大；液体防冰能耗低，但作用时间短，且防冰效率不高；气动除冰系统虽然能耗低，但其安装部位有限，并且易造成直升机气动损失。在此基础上，还针对当前直升机防除冰系统存在的缺点，从旋翼结冰的高精度预测、多种防/除冰系统的耦合开发、大面积超疏水材料制备工艺提升等多个方面，全面展望防/除冰未来发展中亟需解决的重要问题。     

容错式飞机自动除冰系统

 提出一种高可靠性节能型飞机自动除冰系统,采用节能型电分离式除冰方法,并配有最优能量控制策略,使除冰系统所需的除冰能量大大降低；用容错式系统结构,使整个自动除冰系统的可靠性大大增加。实验结果表明系统可靠性高,并且节能效果显著。     

直升机旋翼防/除冰系统适航审定方法研究

介绍了直升机旋翼防/除冰系统适航审定的程序和主要验证方法,重点研究了美国和欧洲民用直升机防/除冰系统的鉴定方法和特点,提出了一些针对国产直升机旋翼防/除冰系统适航审定方法的建议。     

超疏水表面材料在电热防/除冰系统应用中的节能原理分析

近年来,超疏水表面材料以其在各个领域中的巨大应用价值引起了人们的广泛关注。首先介绍了超疏水表面材料在电热防/除冰系统中的最新研究进展和实验结果,即超疏水表面材料可以有效减小机翼表面与冰层之间的粘性力,抑制溢流冰层的形成,节省大量电能;然后从能量守恒的角度,详细分析了超疏水表面材料在电热防/除冰系统应用中的节能原理,并探讨了超疏水表面材料在直升机旋翼桨叶电热防/除冰系统中应用的可能性,为国内开发高效、节能的电热防/除冰系统提供理论参考。     

基于PHengLEI的非稳态电热除冰过程仿真

为了填补国产自主可控CFD软件风雷平台的防除冰功能开发的空白,本文建立了电热除冰计算模型、计算方法和非稳态导热模型,并在国家数值风洞风雷平台（PHengLEI）基础上,集成了非稳态电热除冰计算和非稳态导热计算功能。通过与主流商业CFD软件仿真结果和实验数据的对比,验证了导热和非稳态电热除冰程序的准确性。针对某飞行工况进行了电热除冰计算,通过对表面溢流水、表面温度、结冰量的计算结果分析,发现合理布局加热片、设计加热热流密度和电热除冰控制率,可实现电热除冰系统的安全运行和能源的高效利用。     

某型飞机除冰控制系统故障浅析

针对某型飞机在地面通电检查过程中多次出现尾翼除冰系统无法正常执行除冰功能的情况,分析了除冰系统的工作原理,找到了故障原因,并配合承制厂解决了产品故障,实现了对该型飞机的高效、高质量生产和交付。     

运输类飞机防冰除冰适航取证分析

飞机的防冰除冰能力对飞机在恶劣天气下的飞行安全有重要影响,是适航审定中十分重要的一环。通过对运输类飞机防冰除冰系统有关适航标准、相关技术性文件、咨询通报及运输类飞机防冰除冰系统适航符合性验证方法的研究,介绍了CCAR25R4（草案）中对飞机不同部件、系统的除冰防冰要求,适航性验证时对大气结冰环境参数的要求;并对几类常规的飞机防冰系统试验进行综述,对大飞机防冰除冰系统的适航取证工作提供一定的指导意义。     

即热式飞机除冰车加热Fuzzy-Smith算法研究

针对老式除冰车加热系统存在的问题，设计了一套即热式飞机除冰车加热系统，为了使该系统达到较好的控制效果，提出了用Fuzzy-Smith控制算法作为该系统的控制策略，并通过计算机仿真对其进行了验证。结果表明，该方法能够满足除冰车加热系统的各项指标，具有较好的性能，控制精度较高，易于工程实现，与一般控制方法相比具有较大的优势。     

周期电加热控制律对除冰表面温度的影响

研究周期性电热除冰系统加热控制律对表面温度的影响是进行系统设计和优化的前提.在采用焓法模型对二维电热除冰系统矩形单元的瞬态传热模型进行建模的基础上, 采用控制容积法全隐格式求解控制微分方程, 对周期性电热除冰表面的温度进行了计算.分析了影响表面温度的主要因素, 得到表面温度与加热控制律的关系, 结果表明:供电热流密度的大小和供电周期对系统除冰效果有重要影响, 需要合理匹配.      

中国飞机防除冰技术专利态势分析

选择"中国国家知识产权局"中文专利数据库作为数据源,建立防除冰技术专利数据库,然后从防除冰技术专利现状、重点专利技术和申请人等方面对防除冰技术专利进行了深入分析,并对比分析了国内外防除冰技术专利申请情况,讨论了国内防除冰技术专利的发展态势,可为国内相关企业进行防除冰技术研究提供参考。     

航空电气保护器在飞机除冰系统上的应用

针对目前飞机除冰系统大电流三相用电设备存在传统保护器件控制方式落后、电流整定值大、保护时间长等问题,引进了航空短路保护器和航空断相保护器作为飞机除冰系统保护和控制器件。实践表明,改进后的保护器控制方式先进、能有效降低电流整定值、提高保护灵敏度,可满足飞机除冰系统三相大功率用电设备的电气要求。     

直升机防除冰系统的喷洒塔试飞验证

为保证直升机在结冰环境条件下的飞行安全,旋翼系统必须具备防除冰能力。安全高效地验证直升机旋翼防除冰系统的性能并进行考核是一项很难的课题。国际上通常利用地面喷洒塔来模拟特定的结冰云雾环境,开展不同结冰条件下直升机防除冰系统的性能试验。文章着重讨论防除冰系统喷洒塔的试验方法、注意事项并给出喷洒塔试验的部分试验结果。