《飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》課件-防冰

飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)模塊：防冰排雨系統(tǒng)Knowledge1.結(jié)冰的機(jī)理2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響知識(shí)點(diǎn)結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響必要條件：水分+負(fù)溫三種型式：滴狀結(jié)冰：過(guò)冷水滴凝結(jié)結(jié)冰：凝華干結(jié)冰：冰晶云氣態(tài)固態(tài)液態(tài)凝華、放熱升華、吸熱凝固、放熱熔化、吸熱汽化、吸熱液化、放熱1.結(jié)冰的機(jī)理結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響

飽和空氣、露點(diǎn)

在結(jié)冰氣象條件下飛行的飛機(jī)，若無(wú)防冰措施，在飛機(jī)的所有迎風(fēng)面都可能結(jié)冰。

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(dòng)外形，因而阻力增加，使飛機(jī)操縱性能下降，傳感器的結(jié)冰則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真和指示失常。2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響機(jī)翼和尾翼結(jié)冰的影響結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響1）翼型阻力增加，升阻比降低

破壞原來(lái)的流線外形，使氣流產(chǎn)生局部分離，增大摩擦阻力和壓差阻力。結(jié)冰后阻力相對(duì)升力增加更快，升阻比降低，機(jī)翼空氣動(dòng)力品質(zhì)變壞。2）臨界迎角減小

失速提前且更猛烈。3）飛機(jī)操縱性能惡化低速飛行時(shí)有失速危險(xiǎn)；機(jī)翼和尾翼嚴(yán)重結(jié)冰會(huì)引氣飛機(jī)機(jī)械抖動(dòng)，操縱機(jī)構(gòu)結(jié)冰可能會(huì)引起卡阻現(xiàn)象。結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣部件的影響

1）部件：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣、壓氣機(jī)前緣整流罩、第一級(jí)壓氣機(jī)前的導(dǎo)流葉片結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣部件的影響2）進(jìn)氣道前緣特點(diǎn)：類似機(jī)翼結(jié)冰情況，但有其特殊性：結(jié)冰區(qū)域比機(jī)翼大；由于氣流在進(jìn)氣道內(nèi)加速，溫度下降，所以環(huán)境溫度為正溫（如5～10度）時(shí)也可能結(jié)冰。結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣部件的影響破壞它們的氣動(dòng)外形；減小進(jìn)氣道面積、壓氣機(jī)相鄰葉片空氣流通面積，使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量減小，功率下降；結(jié)冰不對(duì)稱、不均勻，以及脫落等情況，破壞轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，造成振動(dòng)，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)軸承損壞；脫落的冰塊隨高速氣流進(jìn)入壓氣機(jī)，打在葉片上可能造成壓氣機(jī)的損壞。結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響螺旋槳結(jié)冰的影響結(jié)冰情況與機(jī)翼類似，有時(shí)甚至比機(jī)翼更嚴(yán)重；螺旋槳結(jié)冰后破壞了氣動(dòng)外形，增加翼型阻力，降低螺旋槳效率；結(jié)冰不對(duì)稱、不均勻以及脫落會(huì)引起振動(dòng)；冰層脫落時(shí)，可能危及飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)部件，可能擊穿蒙皮和氣密艙。2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響風(fēng)擋玻璃的影響駕駛艙風(fēng)擋結(jié)冰或起霧會(huì)降低風(fēng)擋透明度，使目視飛行困難；結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響測(cè)溫和測(cè)壓探頭的影響飛機(jī)上裝有空速管和各類測(cè)溫、測(cè)壓探頭，結(jié)冰會(huì)引起這些測(cè)量信號(hào)的誤差或錯(cuò)誤，產(chǎn)生不安全隱患。結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響2.結(jié)冰對(duì)飛機(jī)各部件飛行性能的影響結(jié)冰部位危害機(jī)翼前緣尾翼前緣翼型阻力增加，導(dǎo)致升力下降；臨界攻角下降；飛機(jī)操縱性降低。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道進(jìn)氣效率下降；發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低；發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)損壞。風(fēng)檔玻璃防礙機(jī)組人員視線儀表探頭導(dǎo)致儀表系統(tǒng)失靈飛機(jī)天線天線折斷；系統(tǒng)失效給排水口系統(tǒng)功能喪失結(jié)冰對(duì)飛行性能的影響Knowledge1.機(jī)械除冰2.電脈沖除冰飛機(jī)防冰、除冰的方法知識(shí)點(diǎn)3.液體防冰4.熱空氣防冰5.電熱防冰飛機(jī)防冰、除冰的方法飛機(jī)上的主要防冰區(qū)域有機(jī)翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、螺旋槳、風(fēng)擋玻璃和測(cè)溫、測(cè)壓探頭。根據(jù)防冰所采用能量形式的不同，可分成：熱空氣防冰液體除冰電熱防冰機(jī)械除冰電脈沖除冰飛機(jī)防冰、除冰的方法1.機(jī)械除冰系統(tǒng)利用氣動(dòng)力使冰破碎，借助高速氣流將冰吹掉。膨脹管除冰裝置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗空氣流量??；改變了翼型，增大了阻力；應(yīng)用于早期低速飛機(jī)。當(dāng)熱引氣不足時(shí)可做替代的防冰措施。

飛機(jī)防冰、除冰的方法1.機(jī)械除冰系統(tǒng)①充氣階段

當(dāng)開(kāi)始除冰時(shí)，分配活門將壓力通到除冰帶，除冰帶充氣鼓脹進(jìn)行除冰。②壓差排氣階段

充氣周期結(jié)束時(shí)，分配活門將除冰帶壓力口切斷，除冰帶內(nèi)的空氣通過(guò)排氣口排出機(jī)外。由于此時(shí)除冰帶內(nèi)外的壓力差較大，可迅速排氣。③吸力排氣階段

當(dāng)除冰帶的壓力降低到某一值時(shí)，排氣口關(guān)閉，除冰帶與引射器低壓口連通，在其吸力作用下，將剩余空氣排出。吸力釋壓活門自動(dòng)維持除冰系統(tǒng)的吸力。2.液體除冰系統(tǒng)飛機(jī)防冰、除冰的方法一種物理防冰方法，借助某種液體（防凍液）減小冰與飛機(jī)表面附著力或降低飛機(jī)表面凍結(jié)溫度。防凍液：乙烯乙二醇（美），乙醇類（俄）主要應(yīng)用于風(fēng)擋玻璃防冰及螺旋槳等部件的防冰。但因消耗量大、飛機(jī)增重大，噴液口易堵塞，維修不便，現(xiàn)代飛機(jī)少用。飛機(jī)防冰、除冰的方法3.熱空氣防冰系統(tǒng)

熱源充足，能量大，常用于機(jī)翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)唇口大面積防冰。熱空氣來(lái)源：發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引氣現(xiàn)代民航飛機(jī)多采用。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣熱交換器應(yīng)用于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。燃燒加溫器早期飛機(jī)。飛機(jī)防冰、除冰的方法4.電熱防冰系統(tǒng)通過(guò)向加溫元件通電產(chǎn)生熱量，使冰融化。主要應(yīng)用于小面積、小部件的防冰；如：空速管、迎角探測(cè)器、總溫探頭、水管、駕駛艙風(fēng)擋、螺旋槳等。飛機(jī)防冰、除冰的方法5.電脈沖除冰系統(tǒng)一種高效節(jié)能除冰方法，通過(guò)發(fā)生電脈沖，使待除冰區(qū)域產(chǎn)生高頻振動(dòng)，使冰脫落。耗能低，僅為電熱除冰系統(tǒng)的1/100~1/60。目前未得到實(shí)際應(yīng)用。飛機(jī)防冰、除冰的方法小討論飛機(jī)大翼結(jié)冰對(duì)飛行性能有什么樣的影響？現(xiàn)代飛機(jī)的防冰區(qū)域主要有哪些？膨脹管除冰系統(tǒng)的除冰充氣程序是什么？為什么？電脈沖除冰系統(tǒng)的工作原理是什么？飛機(jī)上需要防冰和除冰的部位有哪些？熱空氣防冰系統(tǒng)的熱空氣來(lái)源主要有哪些？Knowledge1.機(jī)翼防冰系統(tǒng)2.發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩熱防冰3.大氣數(shù)據(jù)探測(cè)器防冰4.駕駛艙風(fēng)擋的防冰和除霧飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)6.飛機(jī)結(jié)冰探測(cè)飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)防止飛機(jī)某些關(guān)鍵區(qū)域或部件結(jié)冰，在雨天飛行時(shí)，保證駕駛艙風(fēng)擋的干燥，使其不會(huì)防礙駕駛員視線。飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)ERJ145防冰排雨系統(tǒng)飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)1.翼面前緣防冰系統(tǒng)B737NG機(jī)翼防冰系統(tǒng)可在空中和地面工作。起飛爬升階段關(guān)閉，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)引氣。1.翼面前緣防冰系統(tǒng)B737NG機(jī)翼前緣縫翼飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)1.翼面前緣防冰系統(tǒng)飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)ERJ145尾翼飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)2.發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩防冰發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引氣加溫。飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)3.大氣數(shù)據(jù)探測(cè)器防冰皮托管（空速管）電阻式電加溫器飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)3.大氣數(shù)據(jù)探測(cè)器防冰迎角探測(cè)器（AOA）電阻式電加溫器飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)3.大氣數(shù)據(jù)探測(cè)器防冰大氣總溫探頭（TAT）電阻式電加溫器飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)4.駕駛艙風(fēng)擋的防冰和除霧通過(guò)嵌在風(fēng)擋的加溫電阻實(shí)現(xiàn)防冰除霧。防冰－外層除霧－內(nèi)層飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)小型飛機(jī)：一般采用聚丙烯塑料做風(fēng)擋玻璃，材料軟，采用給風(fēng)擋打蠟的方法。大型高速飛機(jī)：風(fēng)擋刮水刷系統(tǒng)化學(xué)排雨劑系統(tǒng)永久性防水涂層氣動(dòng)排雨系統(tǒng)飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)風(fēng)擋刮水刷系統(tǒng)電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)；不能在干的風(fēng)擋上使用飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)化學(xué)排雨劑系統(tǒng)一般在大雨、高速飛行時(shí)使用；僅作用于機(jī)長(zhǎng)風(fēng)擋和副駕駛風(fēng)擋（1號(hào)風(fēng)擋）使用注意事項(xiàng)：不要在干燥的風(fēng)擋上使用；小雨大風(fēng)時(shí)不能使用；排雨劑管路不能受潮；濃排雨劑對(duì)蒙皮有腐蝕作用，如落在蒙皮上，需及時(shí)清洗。飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)永久性防水涂層風(fēng)擋最外層采用；并非無(wú)限壽命，與使用次數(shù)和在風(fēng)擋上的壓力有關(guān)。應(yīng)使用50：50的異丙醇酒精和蒸餡水的溶液，用軟布或非研磨紙巾清潔風(fēng)擋。風(fēng)擋涂層上的顆粒狀物質(zhì)可釆用清洗液和塑料清潔墊除去，要特別小心清除清潔墊上的顆粒狀物質(zhì)，否則有可能劃傷風(fēng)擋。飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)氣動(dòng)排雨系統(tǒng)也稱射流強(qiáng)風(fēng)氣流排雨系統(tǒng)，也可做除冰、除霧手段。利用發(fā)動(dòng)機(jī)引氣進(jìn)行排雨，讓發(fā)動(dòng)機(jī)引來(lái)的高溫、高壓空氣吹過(guò)風(fēng)擋，噴氣形成一層空氣屏障，阻止雨滴落在風(fēng)擋表面。多用于軍機(jī)。飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)機(jī)型排雨措施電動(dòng)風(fēng)擋刷防水涂層排雨劑A320√√√B737-300√√B737-800√√B747-400√√B757√√B767√√B777√√飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)6.飛機(jī)結(jié)冰探測(cè)駕駛員直觀式安裝于駕駛員容易看到的地方，當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)冰后，用人工方法接通防冰系統(tǒng)。探冰棒探冰燈探冰棒飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)6.飛機(jī)結(jié)冰探測(cè)自動(dòng)結(jié)冰探測(cè)器（A320）飛機(jī)防冰排雨系統(tǒng)小討論在飛機(jī)熱