翼尖附近热气防冰系统的优化设计

为了保证飞机能在结冰的气象条件下飞行,在一些主要的部位必须安装有防冰系统,对于现代的商用运输机机翼防冰来说,主要运用热气防冰系统。机翼热气防冰系统由发动机引气,所供热气流经供气管路分配到各段缝翼内,然后从缝翼内的笛形管喷孔喷出,加热机翼前缘蒙皮。     

某型飞机平尾前缘电阻元件改进技术研究与应用

某型飞机平尾前缘采用电热式防(除)冰系统,有效解决了结冰问题。但飞机停放及飞行环境影响易使平尾前缘电阻元件的绝缘电阻值超标。为了解决这个问题,对平尾前缘电阻元件开展研究,通过测试、分析、试验,确定了更换绝缘材料、加温元件材料并改进了制造工艺,对电阻元件进行再制造,有效解决了这个问题,并在某型飞机上进行了使用验证,可为同类飞机尾翼前缘防(除)冰设计、改进提供参考。     

Numerical Simulation of a Swept Wing Hot-air Anti-icing System

对后掠翼热气防冰系统的表面温度进行了数值仿真研究.用欧拉方法计算局部水收集系数,外部对流换热系数用附面层积分法计算,蒙皮导热和内部换热用计算流体力学(CFD)方法计算,用基于FLUENT的用户自定义函数(UDF)方法将外部换热、蒙皮导热和内部换热三者耦合求解,实现了热流边界条件的自动加载和温度的自动更新.通过对ARJ21-700机翼防冰系统性能的计算,说明所研究的计算方法能对三维后掠翼热气防冰系统作出总体性能的评估和局部性能的评价,为自然结冰条件下飞机的飞行试验提供依据,从而大大降低飞行试验风险.     

基于内外传热耦合的热气防冰系统仿真计算

基于内外传热耦合原理,建立了热气防冰系统的AMESim仿真模型,研究热气防冰系统在不同引气状态下,管路流量、压力及蒙皮温度的变化规律.采用所建立的仿真方法,计算飞机机翼热气防冰系统的内部流动特性和内外耦合传热特性,将计算结果与热气防冰系统流量分配试验结果进行对比.结果表明:管路流量、压力和蒙皮温度的仿真计算结果与试验结果最大误差为9%,验证了该仿真模型的正确性.在此基础上,对飞机短舱热气防冰系统进行了仿真,分析了飞行包线下系统内外的换热、温度变化、加热效率等关键参数的瞬态特性.仿真结果为热气防冰系统的设计、分析与优化提供依据.      

非结冰气象条件下机翼热气防冰系统数值模拟

为了在自然结冰飞行前预估飞机防冰系统的性能,减少飞行风险,开展了非结冰气象条件下飞机机翼热气防冰系统的数值模拟研究。数值模拟采用了计算流体力学方法;外部对流传热系数的计算采用附面层积分方法。机翼热气防冰系统表面温度的计算是将蒙皮外部散热热流、内部热气加热热流以及蒙皮导热三者进行热耦合,并进行了改进,改进的方法不要求防冰腔内、外两套网格在重合面网格处一致,是通过双向线性插值将一方面网格信息插值传递到另一方表面网格上,提高了计算效率。     

某种热气射流式飞机防冰腔试验

某型飞机发动机进气道前缘利用引自发动机的热气进行防冰,防冰腔采用冲击射流加双蒙皮通道的结构.为验证该结构防冰腔是否满足要求,利用试验室现有条件,搭建小型直流式冰风洞,选取局部典型全尺寸防冰腔试验件进行冰风洞试验,在不同外部气流条件下和不同内部热气参数条件下,对防冰腔外蒙皮表面的温度分布进行测量,并根据试验结果对防冰腔的...     

热气防冰系统中热力学参数对其性能的影响

<正>飞机结冰是导致飞行事故的一个重要原因。因此,防冰系统的设计已成为飞机设计中必不可少的内容。在飞机获得安全性能的同时,需要消耗一定的能量用于防冰系统,对商用飞机来讲,目前广泛应用于机翼、发动机唇口部位的是热气防冰系统。本文主要研究的是机翼防冰系统,即从发动机引入高温高压气体,这些热气经由一系列分布在笛形管上的射流孔喷至防冰区域,笛形管安装在机翼前缘的防冰腔内。     

发动机唇口防冰腔的热变形仿真分析

双蒙皮热气防冰腔在加热防冰过程中,内、外蒙皮的温度相差较大,热膨胀变形将导致两层蒙皮之间的间隙发生变化,进而影响防冰效果,甚至堵塞防冰通道。以发动机唇口热气防冰系统为研究对象,为解决双蒙皮防冰腔的热变形问题,选择了在双蒙皮之间增加垫板进行补偿的方式,采用有限元方法对防冰腔的热变形情况进行仿真分析,得到了不同垫板数量条件下的防冰腔最大热变形区域、防冰腔的热变形情况及变化规律,为双蒙皮防冰腔的设计提供依据。     

基于流-固耦合传热的热气防冰系统干空气飞行蒙皮温度场计算研究

以机翼热气防冰系统为研究对象,建立了包含热气防冰系统防冰腔内外流场对流换热和固体结构导热的三维稳态流-固耦合传热物理模型,对整个计算区域生成混合网格,边界条件为第三类边界条件,采用计算流体力学方法以 FLUENT 软件为工具,对干空气飞行状态下流-固耦合传热模型进行了求解,获得防冰腔蒙皮内外表面对流换热系数分布和温度场结果,并对计算结果进行了分析。结果表明：防冰腔铝合金蒙皮沿展向和厚度方向导热显著,温度分布较均匀,防冰引气温度为200℃时,防冰腔蒙皮内外表面上最高温度为101℃,最低温度为21℃,3 mm厚的蒙皮同一点处内外表面最大温差仅为4℃,防冰腔排气口处气体的平均温度为63℃。热气防冰系统蒙皮温度场计算方法和计算结果,能够为热气防冰系统干空气飞行试验设计和测试中温度传感器的选型与布置提供依据。     

尾翼防冰前缘电阻丝乱丝的处理

某机的垂直尾翼和水平尾翼的防冰前缘中装有电阻丝加热元件。当给它们通电时,能使飞机尾翼的前缘保持一定的温度,从而防止飞机尾翼结冰,保证了飞行安全。因此,电阻丝加热元件的质量对防冰能力有着重要影响。电阻丝加热元件由玻璃布和胶合在玻璃布上的汇流条和若干根并联的电阻丝组成。玻璃布为热强布-290无碱玻璃布,胶接剂为X98-4缩醛胶液、电阻丝为Φ0.15毫米     

冬季航空器的除防冰

<正>中国民航局对飞机带有冰雪霜起飞有严格限制,CCAR-121部第121.649条进行了明确规定。为了保证飞行安全,必须对航空器有效地开展除防冰工作。笔者结合自己除防冰工作的亲身经验,谈谈对航空器除防冰工作的思考。一、航空器除防冰程序流程图(见图1、图2)二、航空器除防冰中的常见问题分析问题一:CCAR-1 21.649中“地面结冰条件下的基本要求”第3款规定,确定飞机是否存在冰冻污染物的最终责任人是机长,而CCAR-121.649中“航空器在结冰条件下运行”(b)款规定,当有霜、雪或冰附着在飞机机翼、操纵面、螺旋桨、发动机进口或者其他重要表面上,或者不能符合本条(c)款时,任何人不得使飞机起飞。上述两个条款是否有矛盾?早晨常有霜附着在飞机上面,但少数飞机就不除霜,机长认为没有必要除。     

Y7-200A的防冰除冰试飞

Y7-200A飞机按照CCAR-25部进行了我国首次模拟冰型和自然结冰的飞行试验.试飞的目的是评定飞机在结冰环境中使用时,其性能和操作稳定品质下降的情况及剩余的性能水平是否可以接受.Y7-200A在机翼、平尾、垂尾前缘等部位采用了美国进口的气动式除冰系统,在螺旋桨桨叶、风挡玻璃、空速管和迎角传感器等部位采用电加温防冰系统.Y7-100及其选装型飞机各翼面上采用的是发动机热空气防冰,     

飞机热气防冰系统研究

介绍了飞机热气防冰系统的应用背景及基本结构,回顾了其发展历程及国内外研究现状.从防冰表面水滴撞击特性计算、蒙皮外部结冰/溢流水模型建立、热气防冰腔内部结构参数研究以及多物理场防冰表面内外耦合仿真这4个关键问题角度,分析了热气防冰系统的主要研究内容.分析表明:准确预测三维溢流冰形成过程、优化热气防冰腔内部结构参数、确定防冰安全边界和防冰裕度以及冰风洞防冰系统实验的参数缩比等关键研究点是热气防冰系统的发展趋势.      

热/力耦合作用下基于应力分析的冰破坏准则

根据飞机热除冰的物理过程,考虑外部空气动力和蒙皮表面加热的作用,建立了NACA 0012翼型前缘冰层应力计算模型。采用有限元方法和平面三角形单元对控制方程组进行了求解,获得了外部空气动力和蒙皮表面加热对冰层黏附界面应力的影响规律。研究表明:蒙皮表面不加热时,来流速度影响了黏附界面应力的强度,来流攻角影响了黏附界面应力的分布,冰-蒙皮间黏附界面切应力最大值随来流速度呈近似线性增大趋势,但外部空气动力很难造成冰层破坏。蒙皮表面加热时,冰-蒙皮间黏附界面的耦合应力和冰层内部的主应力随着热流密度的增大而增大,很容易超过剪切强度,这是造成冰破坏的关键因素。耦合冰-蒙皮剪切强度随界面温度的变化关系,初步建立了基于应力分析和热/力耦合作用的冰破坏判断准则。外部空气动力产生的界面应力和蒙皮表面加热产生的界面热应力之和,必须大于与蒙皮表面温度相关的剪切强度,则冰层发生破坏,破坏位置是耦合应力超过剪切强度的区域。      

Y-12Ⅱ型飞机防冰能力的飞行验证

本文简述了Y-12 Ⅱ型飞机防冰系统合格审定飞行验证的情况。文中对防冰各系统的功能、工作情况,以及飞机结冰后飞行品质变化、操纵特点等都作了简要的介绍。飞行验证结果表明,Y-12 Ⅱ型飞机的防冰系统符合AC 23.1419-1的要求。     

复合材料热气防冰系统试验研究

为了进行复合材料热气防冰性能的研究,结合冲击射流和微通道强化换热,针对复合材料导向叶片提出了一种热气防冰系统。对给出的复合材料热气防冰系统进行了简易的冰风洞试验,在同一气流速度、防冰热气流量、平均水滴有效直径条件下,对不同防冰热气温度、外流冷气温度和液态水含量状态下的蒙皮外表面温度进行了测量。结果表明：给出的复合材料热气防冰系统性能正常,能够满足防冰要求;比较了液态水含量、防冰热气温度和冷气温度对蒙皮外表面温度的影响,说明在本实验范围内液态水含量是影响蒙皮外表面温度的最大因素。     

一起PW4158-3发动机慢车参数异常的复杂故障分析

<正>2009年11月29日,一架配装PW4158-3型发动机的A300-600飞机,航前飞机中央电子监控系统(ECAM)显示"ANTI-ICE,ENG1NAC VALVE NOT OPEN",即左发防冰活门故障在关位。维护人员按最低设备清单(MEL30-1(b))要求,将该防冰活门锁在开位同时按规定将顶部防冰面板上的防冰电门闭合,     

飞机结冰的危害和解除

飞机在空中飞行时,在翼面前缘和发动机进气道内易发生结冰,致使飞机操稳特性恶化,甚至造成机毁人亡,因此了解结冰对飞行的危害、预测结冰的特性和发展消冰防冰方法,对于保证飞行全安极为重要     

民用客机机翼热气防冰系统问题初探

简单介绍了热气防冰系统的特点及工作原理,同时对前缘缝翼笛形管的两种基本布置方式进行了描述,最后对波音737系列、空客320系列以及空客340等飞机的机翼热气防冰系统进行了介绍和对比分析。     

电加热防冰系统负荷优化的数值分析

<正>飞机在大气中飞行时,其部件表面上积聚了冰层,称这种现象为飞机结冰。翼面上所结成的不规则冰层会改变前缘外形,严重影响飞机的气动特性,使得阻力增大,临界攻角降低,升力减小,影响飞机的稳定性和操纵性,对飞行安全构成严重威胁,甚至会导致空难发生。20世纪50年代,国外就开始对飞机防冰、结冰问题进行研究,对飞机结冰、防冰进行了大量的试验和数值模拟研究,形成了许多比较成熟的数值分析软件和完备的冰