《飛機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》課件-防冰

飛機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)模塊：防冰排雨系統(tǒng)Knowledge1.結(jié)冰的機理2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響結(jié)冰對飛行性能的影響知識點結(jié)冰對飛行性能的影響必要條件：水分+負溫三種型式：滴狀結(jié)冰：過冷水滴凝結(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)冰的機理結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響

飽和空氣、露點

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

飛機結(jié)冰后，不僅增加了飛機的重量，而且破壞了飛機的氣動外形，因而阻力增加，使飛機操縱性能下降，傳感器的結(jié)冰則會導(dǎo)致信號失真和指示失常。2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響機翼和尾翼結(jié)冰的影響結(jié)冰對飛行性能的影響1）翼型阻力增加，升阻比降低

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

失速提前且更猛烈。3）飛機操縱性能惡化低速飛行時有失速危險；機翼和尾翼嚴重結(jié)冰會引氣飛機機械抖動，操縱機構(gòu)結(jié)冰可能會引起卡阻現(xiàn)象。結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響發(fā)動機進氣部件的影響

1）部件：發(fā)動機進氣道前緣、壓氣機前緣整流罩、第一級壓氣機前的導(dǎo)流葉片結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響發(fā)動機進氣部件的影響2）進氣道前緣特點：類似機翼結(jié)冰情況，但有其特殊性：結(jié)冰區(qū)域比機翼大；由于氣流在進氣道內(nèi)加速，溫度下降，所以環(huán)境溫度為正溫（如5～10度）時也可能結(jié)冰。結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響發(fā)動機進氣部件的影響破壞它們的氣動外形；減小進氣道面積、壓氣機相鄰葉片空氣流通面積，使進入發(fā)動機空氣流量減小，功率下降；結(jié)冰不對稱、不均勻，以及脫落等情況，破壞轉(zhuǎn)子動平衡，造成振動，甚至導(dǎo)致發(fā)動機軸承損壞；脫落的冰塊隨高速氣流進入壓氣機，打在葉片上可能造成壓氣機的損壞。結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響螺旋槳結(jié)冰的影響結(jié)冰情況與機翼類似，有時甚至比機翼更嚴重；螺旋槳結(jié)冰后破壞了氣動外形，增加翼型阻力，降低螺旋槳效率；結(jié)冰不對稱、不均勻以及脫落會引起振動；冰層脫落時，可能危及飛機及發(fā)動機部件，可能擊穿蒙皮和氣密艙。2.結(jié)冰對飛機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)冰或起霧會降低風(fēng)擋透明度，使目視飛行困難；結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響測溫和測壓探頭的影響飛機上裝有空速管和各類測溫、測壓探頭，結(jié)冰會引起這些測量信號的誤差或錯誤，產(chǎn)生不安全隱患。結(jié)冰對飛行性能的影響2.結(jié)冰對飛機各部件飛行性能的影響結(jié)冰部位危害機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；飛機操縱性降低。發(fā)動機進氣道進氣效率下降；發(fā)動機功率降低；發(fā)動機結(jié)構(gòu)損壞。風(fēng)檔玻璃防礙機組人員視線儀表探頭導(dǎo)致儀表系統(tǒng)失靈飛機天線天線折斷；系統(tǒng)失效給排水口系統(tǒng)功能喪失結(jié)冰對飛行性能的影響Knowledge1.機械除冰2.電脈沖除冰飛機防冰、除冰的方法知識點3.液體防冰4.熱空氣防冰5.電熱防冰飛機防冰、除冰的方法飛機上的主要防冰區(qū)域有機翼、尾翼、發(fā)動機進氣道、螺旋槳、風(fēng)擋玻璃和測溫、測壓探頭。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械除冰電脈沖除冰飛機防冰、除冰的方法1.機械除冰系統(tǒng)利用氣動力使冰破碎，借助高速氣流將冰吹掉。膨脹管除冰裝置。結(jié)構(gòu)簡單，消耗空氣流量?。桓淖兞艘硇?，增大了阻力；應(yīng)用于早期低速飛機。當熱引氣不足時可做替代的防冰措施。

飛機防冰、除冰的方法1.機械除冰系統(tǒng)①充氣階段

當開始除冰時，分配活門將壓力通到除冰帶，除冰帶充氣鼓脹進行除冰。②壓差排氣階段

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

當除冰帶的壓力降低到某一值時，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。吸力釋壓活門自動維持除冰系統(tǒng)的吸力。2.液體除冰系統(tǒng)飛機防冰、除冰的方法一種物理防冰方法，借助某種液體（防凍液）減小冰與飛機表面附著力或降低飛機表面凍結(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、飛機增重大，噴液口易堵塞，維修不便，現(xiàn)代飛機少用。飛機防冰、除冰的方法3.熱空氣防冰系統(tǒng)

熱源充足，能量大，常用于機翼、尾翼、發(fā)動機唇口大面積防冰。熱空氣來源：發(fā)動機壓氣機引氣現(xiàn)代民航飛機多采用。發(fā)動機排氣熱交換器應(yīng)用于活塞發(fā)動機。燃燒加溫器早期飛機。飛機防冰、除冰的方法4.電熱防冰系統(tǒng)通過向加溫元件通電產(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、迎角探測器、總溫探頭、水管、駕駛艙風(fēng)擋、螺旋槳等。飛機防冰、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，通過發(fā)生電脈沖，使待除冰區(qū)域產(chǎn)生高頻振動，使冰脫落。耗能低，僅為電熱除冰系統(tǒng)的1/100~1/60。目前未得到實際應(yīng)用。飛機防冰、除冰的方法小討論飛機大翼結(jié)冰對飛行性能有什么樣的影響？現(xiàn)代飛機的防冰區(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)的熱空氣來源主要有哪些？Knowledge1.機翼防冰系統(tǒng)2.發(fā)動機整流罩熱防冰3.大氣數(shù)據(jù)探測器防冰4.駕駛艙風(fēng)擋的防冰和除霧飛機防冰排雨系統(tǒng)知識點5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)6.飛機結(jié)冰探測飛機防冰排雨系統(tǒng)防止飛機某些關(guān)鍵區(qū)域或部件結(jié)冰，在雨天飛行時，保證駕駛艙風(fēng)擋的干燥，使其不會防礙駕駛員視線。飛機防冰排雨系統(tǒng)ERJ145防冰排雨系統(tǒng)飛機防冰排雨系統(tǒng)1.翼面前緣防冰系統(tǒng)B737NG機翼防冰系統(tǒng)可在空中和地面工作。起飛爬升階段關(guān)閉，以減少發(fā)動機引氣。1.翼面前緣防冰系統(tǒng)B737NG機翼前緣縫翼飛機防冰排雨系統(tǒng)1.翼面前緣防冰系統(tǒng)飛機防冰排雨系統(tǒng)ERJ145尾翼飛機防冰排雨系統(tǒng)2.發(fā)動機整流罩防冰發(fā)動機壓氣機引氣加溫。飛機防冰排雨系統(tǒng)3.大氣數(shù)據(jù)探測器防冰皮托管（空速管）電阻式電加溫器飛機防冰排雨系統(tǒng)3.大氣數(shù)據(jù)探測器防冰迎角探測器（AOA）電阻式電加溫器飛機防冰排雨系統(tǒng)3.大氣數(shù)據(jù)探測器防冰大氣總溫探頭（TAT）電阻式電加溫器飛機防冰排雨系統(tǒng)4.駕駛艙風(fēng)擋的防冰和除霧通過嵌在風(fēng)擋的加溫電阻實現(xiàn)防冰除霧。防冰－外層除霧－內(nèi)層飛機防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)小型飛機：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：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排雨系統(tǒng)飛機防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)風(fēng)擋刮水刷系統(tǒng)電動或液壓驅(qū)動；不能在干的風(fēng)擋上使用飛機防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)化學(xué)排雨劑系統(tǒng)一般在大雨、高速飛行時使用；僅作用于機長風(fēng)擋和副駕駛風(fēng)擋（1號風(fēng)擋）使用注意事項：不要在干燥的風(fēng)擋上使用；小雨大風(fēng)時不能使用；排雨劑管路不能受潮；濃排雨劑對蒙皮有腐蝕作用，如落在蒙皮上，需及時清洗。飛機防冰排雨系統(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。飛機防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)氣動排雨系統(tǒng)也稱射流強風(fēng)氣流排雨系統(tǒng)，也可做除冰、除霧手段。利用發(fā)動機引氣進行排雨，讓發(fā)動機引來的高溫、高壓空氣吹過風(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。飛機防冰排雨系統(tǒng)5.風(fēng)擋排雨系統(tǒng)機型排雨措施電動風(fēng)擋刷防水涂層排雨劑A320√√√B737-300√√B737-800√√B747-400√√B757√√B767√√B777√√飛機防冰排雨系統(tǒng)6.飛機結(jié)冰探測駕駛員直觀式安裝于駕駛員容易看到的地方，當發(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防冰排雨系統(tǒng)6.飛機結(jié)冰探測自動結(jié)冰探測器（A320）飛機防冰排雨系統(tǒng)小討論在飛機熱