_飞机结冰探测技术及防除冰系统工程应用
ME飞机防冰排雨系统
飞机结冰的危害
结冰部位 机翼前缘 尾翼前缘 危害
翼型阻力增加，导致升力下降， 临界攻角下降； 飞机操纵性降低。
发动机进气道
风档玻璃 仪表探头 飞机天线 给排水口
进气效率下降； 发动机功率降低； 发动机结构损坏。
防碍机组人员视线 导致仪表系统失灵 天线折断；系统失效 系统功能丧失
第二节
一、分类
飞机防冰系统
除冰系统
结冰探测系统
目视探冰法（探冰棒） 机械式探冰法 同位素探冰法 机械除冰系统 电脉冲除冰系统
除冰系统
防冰系统
气热防冰 电热防冰 防冰液防冰
二、飞机结冰探测系统
目视探冰法（探冰棒）
探测原理：靠机组人员观察探冰棒的 结冰情况得知整架飞机的结冰情况。 附件： 周期加热电路
电热防冰；
气热防冰；
液体防冰。
排雨装置：
风挡雨刷系统 风挡排雨剂系统
凝结温度低； 混合性能好 附着力强 无腐蚀作用 无毒 防火性能好
常用防冰液
甲醇 乙醇（酒精） 乙烯乙二醇等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三节 风挡防冰/排雨系统
玻璃内外表面上的冰、霜、雾、雨会使它的清 晰度或能见度降低，严重影响飞行员的视线。 现代飞机设有风挡防冰/防雾系统及排雨装置： 防冰/防雾系统：
为随时探测结冰情况，探冰棒设有周期 加热电路，结冰信号不会积累而造成误 指示。
探冰灯
夜间为探冰棒提供照明（机翼观察灯也 可称为探冰灯）。
三、飞机除冰系统:
机械除冰系统——除冰带
航空飞行器的结冰与防冰
航空飞行器的结冰与防冰一、结冰的气象条件航空飞行器飞到一定高度，周围空气湿度足够大，温度足够低，机体表面就可能结冰。
从物态变化的角度来讲，结冰实际上是一种水汽或者液态水遇冷而转变为固态的物理现象。
飞行中，结冰主要是由大气中水汽直接在机体表面凝华而成。
过冷水滴指的是一种高空云层中普遍存在的不稳定的，稍受震动便立即冻结成冰的微小水滴，这种水滴分布于许多云团中。
当飞行器在这样的云团中穿行时，一旦机体表面低于0C,过冷水滴就会在机体表面某些部位冻结，并积聚成冰。
飞行中，飞行器的结冰与所穿越云团的温度、湿度、云团状态、降水、时令等状况息息相关。
一般来说，机体表面结冰通常发生于0C -- 20C温度范围内，但强结冰多发生于-2C -- 10C；当云中的空气湿度达到温度露点差在0至5C之间时，更容易发生结冰。
当飞行穿越积雨云或浓积云的上方时，机体表面通常会出现强结冰；而穿越层云或层积云时，通常发生弱积冰或中积冰。
二、结冰对航空飞行器的危害飞行器的突出部位通常是较容易结冰的。
比如，旋翼/ 尾桨的前缘、发动机进气口、空速管、飞机风挡、天线等。
除此之外，旋翼表面也较容易结冰，油箱内的水杂质有时也会形成细小的水粒。
概括起来，结冰对直升机的危害有以下几个方面。
（一）破坏飞行器的空气动力性能。
旋翼或尾桨结冰，可使飞行中的升力下降，阻力增加，续航性能变差，并可引起机体抖动，使操作变得困难。
即使薄薄的一层冰或霜也能损害旋翼和尾桨性能，相当于中粒砂纸粗糙度的冰也可能导致操纵品质降低到危险程度；另外，结冰对起飞性能的影响也是非常严重的，它可使飞行器的起飞过程变得艰难，可导致飞行器离地后坠毁等现象。
（二）威胁发动机。
当飞行器处于空气湿度较大的区域，如雾、云、或降水中，如果外部温度低于0C,则会在发动机进气口上出现积冰。
这样就会使进气量减少，进气气流发生畸变，造成动力损失，甚至发动机停车。
还有更严重的情况，当飞行器起飞时，旋翼因升力作用变得弯曲，前缘冰层常会破裂散开，发动机若将这些碎冰吸入，往往会打坏发动机风扇或压缩机叶片。
飞机结冰探测技术及防除冰系统工程应用
飞机结冰探测技术及防除冰系统工程应用李航航;周敏【摘要】飞机结冰是飞行过程中所面临的严重安全隐患,不同气象条件下会产生各种不同的结冰类型.文章介绍了几种常见冰型、成冰机理及其对飞机结构和系统可能产生的危害程度,分析研究了目前国内外飞机结冰探测技术的现状和发展趋势,总结了各种防除冰措施在飞机上的应用和技术特点,并以波音777飞机防除冰系统设计为例,说明典型飞机结构防除冰系统设计的特点和功能.【期刊名称】《航空工程进展》【年(卷),期】2010(001)002【总页数】4页(P112-115)【关键词】飞机;冰型;结冰机理;结冰探测;防除冰系统【作者】李航航;周敏【作者单位】北京航空工程技术研究中心,北京,100076;北京航空工程技术研究中心,北京,100076【正文语种】中文【中图分类】V321.2290 引言飞机结冰是指在特定气象条件下在飞机表面产生水分凝结成冰的现象，多发生在飞机的升力表面(如机翼、尾翼)、螺旋桨和旋翼、发动机进气道、风挡玻璃、外露传感器等部件的迎风表面。
飞机结冰严重威胁飞机的飞行安全。
飞机发生轻度结冰就会降低飞机的飞行性能，主要表现为升力下降、阻力增加、升阻比大幅下降等，进而造成飞行姿态控制困难。
严重结冰时可能造成飞机在小迎角下出现失速或操纵翼面发生失效等现象而造成机毁人亡。
据资料统计，飞机在飞行中因结冰问题而导致空难事故的概率超过15%。
近年来，已经发生了多起因飞行结冰而造成的重大空难事故。
如2009年6月法国A330客机在大西洋上空飞行时遇到恶劣天气发生结冰引起飞机坠毁，造成228人遇难；2006年6月，我国一架特种飞机在执行任务中也因严重结冰而发生一等空难，造成数十人死亡。
据美国FAA/NASA统计，飞机出现结冰后导致空难事故中有10%以上是因为飞机结冰造成舵面操纵失效[1]。
因此，研究飞机飞行中可能出现的结冰现象、结冰机理以及飞机是否结冰、结冰后的除冰效果等问题成为各国航空飞行器设计必须解决的迫切难题。
飞机的防冰防雨系统(已处理)
飞机的防冰防雨系统摘要本论文主要对飞机的防冰防雨系统进行分析。
从飞机的结冰现象展开来阐述结冰探测器的种类及工作原理、飞机防冰防雨系统的工作原理热气防冰,电热防冰,化学溶液防冰,机械防冰以及防雨装置和应用以及风挡的防冰、排雨及控制中的问题,最后对防冰防雨系统的部分故障进行分析。
关键字:热气防冰电热防冰化学溶液防冰机械防冰以及防雨装置ABSTRACTThis paper mainly explains the ice and rain protection system of the airplane.From the aircraft icing phenomenon to explain the types of ice and working principle of the detector、working principle and application of the aircraft ice and rain protection system hot air anti-icing、electric anti-icing、chemical solution anti-icing,mechanical anti-icing and rain-resistant device and the problem of windshield anti-ice,behind the rain.Then finally analysis the part faults of the ice and rain protection systemKey words:hot air anti-icing、electric anti-icing、chemical solution anti-icing、mechanical anti-icing and water-resistant device 目录摘要IABSTRACT II绪论1一、飞机结冰现象21、结冰的条件和类型21.1条件21.2类型22、云的形成和分类22.1云的形成22.2云的分类2飞机结冰的主要气象参数24、结冰强度和结冰厚度25、冰形36、机翼及尾翼结冰的影响37、发动机进气部件结冰影响37.1发动机进气部件结冰37.2螺旋桨结冰38、风挡玻璃及探头结冰的影响48.1风挡玻璃结冰58.2测温测压探头结冰5二、结冰探测器种类及工作原理简介51.直观式51.1探冰棒51.2探冰灯62.自动式62.1振荡式结冰探测器62.2压差式结冰探测器73.放射性同位素结冰信号器7三、飞机防冰防雨系统的分类、工作原理及应用71.热气防冰72.电热防冰93.化学溶液防冰114.机械除冰115.飞机地面除冰126.飞机防雨装置12四、风挡防冰排雨及控制中的问题121、风挡玻璃的防冰方法122、风挡玻璃的防雾133、档排雨系统134、排雨液135、厌水涂层136、风挡刮水器147、发动机进气部件结冰影响147.1温度控制组件147.2过热控制组件157.3功率控制组件15结论16致谢17参考文献18绪论飞机在大气中飞行时,只要遇到高湿度(或低温)两个条件,就可能结冰,结霜,起雾等。
飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估
飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估一、引言飞行安全一直是航空领域中最重要的考量之一。
恶劣天气条件下，尤其是结冰天气，极大地增加了飞行风险。
自然结冰对于飞机的性能和安全都会产生不可忽视的影响。
因此，准确预测和评估飞机试飞过程中的自然结冰潜势，对于确保飞行安全至关重要。
二、自然结冰的形成及影响自然结冰是指飞机在飞行中遭遇到的大气温度低于冰点（0℃）时，空气中的水蒸汽在飞机上冷凝成冰的现象。
这些冰的形成会导致飞机表面的增加阻力、损失升力、降低机动性能和增加飞机重量等不利影响。
因此，在飞机试飞前对自然结冰潜势进行预测和评估，是确保飞行安全和可靠性的必要步骤。
三、飞机试飞的自然结冰潜势预测方法针对飞机试飞过程中可能遭遇自然结冰的风险，科学家们提出了多种自然结冰潜势预测方法。
其中，常用的方法包括地面预测模型、卫星观测和气象雷达等。
以地面预测模型为例，它基于大气的温度、湿度和空气流动等参数，通过计算和模拟飞机表面冷却的速度和程度，来预测自然结冰的潜势。
四、自然结冰潜势的检验评估为了验证和评估自然结冰潜势预测方法的准确性和可靠性，科学家们进行了大量的实验和试验。
试验中，飞机模型和真实飞机参与到飞行试验中，通过冰晶探测器和红外测温仪等设备，对飞机表面的温度和冰晶的形成进行详细记录和分析。
与此同时，飞行员还对试飞过程中的操纵和性能进行评估，以验证预测结果的准确性和可行性。
五、自然结冰潜势预测与机载冰保护技术除了自然结冰潜势的预测和检验评估，科学家们还积极研究和发展机载冰保护技术。
机载冰保护系统能够通过加热表面、振动杆等方式，防止冰的形成或快速去除冰层。
这些技术的应用，可以大大减轻飞机的结冰负荷，提高飞行安全性能，并减少试飞过程中的风险。
六、结论飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估是一个复杂且具有挑战性的任务。
准确识别和预测自然结冰潜势，能够及时采取相应的措施，降低结冰带来的飞行风险。
飞机防除冰方法的总结与探究
飞机防除冰方法的总结与探究作者：周煜杰来源：《现代商贸工业》2019年第01期摘要：飞机防除冰一直是飞机设计以及安全性验证主要研究课题。
从飞机结冰的基本原理出发，综述了近年来防除冰系统的研究成果，按条理详细总结了目前应用于飞机的两大除冰方法和四大防冰方法，同时在热气防冰的基础上，借鉴发动机涡轮叶片的“气膜冷却”技术，提出一种新的更有效的“气膜防冰”技术。
飞机防除冰的相关梳理与探究对飞机的安全运行有着重要意义，具有较大的研究价值。
关键词：结冰飞行安全;飞机除冰;飞机防冰;气膜防冰中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/ki.1672-3198.2019.01.0991引言自投入运行以来，飞机结冰一直是威胁飞行安全的重要因素。
当飞机穿行于对流层时，会遇到各种极端气候，而飞机的机翼、发动机前端以及各个探测装置正完全暴露在这种环境下，极易出现结冰现象。
根据冰层特性，可将冰层分为毛冰，透明冰和混合冰。
据美国NTSB官方记载，1978年至今至少有800起飞机事故或事件与飞机结冰有关，造成了重大的人员和财产损失。
因此必须要采取有效的防除冰措施对飞机加以防护。
本文从结冰的原理出发，主要总结了国内外现有的防冰和除冰技术，着重论述了除冰系统中的气动带除冰和电脉冲除冰的工作原理和利弊，详细介绍了防冰系统中的液体防冰、涂层防冰、电加热防冰和热气防冰。
最后在前人研究的基础上提出了一种新的防冰方式——气膜防冰，并进行了相关的论述说明。
2飞机除冰方法对于飞机的某些系统部件，当结冰紧急程度不高或处于可控状态时，可以短时间允许部件表面形成较薄的冰层，并周期性去除，这样可以降低系统的能量消耗，且机动性更强，除冰效果更佳。
下面我将对主要的两种除冰方法进行相应的介绍。
2.1气动带除冰法“气动带除冰技术”又称“膨胀管除冰技术”，它是将除冰带安装在机翼表面，在飞机尚无结冰现象时，膨胀管紧贴在飞机表面，进而减小对飞机的影响。
飞机结构与系统(第十章 防冰排雨系统)
飞机结冰对飞行性能的影响
五、风挡、测温测压探头结冰的影响 • 驾驶舱风挡结冰或起雾会降低风挡透明度，使目视 飞行困难； 飞机上装有空速管和各 类测温、测压探头，结 冰会引起这些测量信号 的误差或错误，产生不 安全隐患。
•
南京航空航天大学民航学院
飞机防冰、除冰方法
一、机械除冰系统
利用气动力使冰破碎，借助高速气流将冰 吹掉。 膨胀管除冰装臵。 • 结构简单，消耗空气流量小； • 改变了翼型，增大了阻力； • 应用于早期低速飞机。 • 当热引气不足时可做替代的防冰措施。 C-130J
飞机防冰排雨系统
三、大气数据探头防冰 3. 大气总温探头 （TAT） 电阻式电加温器
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飞机防冰排雨系统
四、驾驶舱风挡的防冰和除雾 通过嵌在风挡的加温电 阻实现防冰除雾。 • 防冰－外层 • 除雾－内层
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飞机防冰排雨系统
五、驾驶舱风挡排雨系统 小型飞机： 一般采用聚丙烯塑料做风挡玻璃，材料软，采用给风 挡打蜡的方法。 大型高速飞机： • 风挡刮水刷系统 • 化学排雨剂系统 • 永久性防水涂层 • 气动排雨系统
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飞机防冰排雨系统
二、发动机整流罩防冰 发动机压气机引气加温。
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飞机防冰排雨系统
三、大气数据探头防冰 1. 皮托管 （空速管） 电阻式电加温器
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飞机防冰排雨系统
三、大气数据探头防冰 2. 迎角探测器 （AOA） 电阻式电加温器
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飞机防冰、除冰方法
二、电热防冰系统
通过向加温元件通电产生热量，使冰融化。主要应用 于 小面积、小部件的防冰，如：空速管、迎角探测器、总温探 头、水管、驾驶舱风挡、螺旋桨等。
基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术
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对单个部件的性能验证,未考虑发动机内外流耦合及
,但仅是针
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及进口支板做了一些相关验证性试验
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究 [１４Ｇ１６],也有学者利用小型结冰风洞对零级导向叶片
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试验流程及方法合理可行,实现了试验动态过程监测 及 进 气 道 内 流 场 压 力 测 量,为 下 一 步 我 国 航 空 发 动 机 结 冰 防
护系统设计与安全适航符合性验证提供了技术支撑.
关键词:结冰风洞;航空发动机;进气模拟;热气供气;试验
中图分类号:
V２１１．
７ 文献标识码:A
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第1卷第2期2010年5月航空工程进展ADVANCES IN AERONAU TICAL S CIENCE AND ENGINE ERING Vol .1No .2M ay 2010收稿日期:2010-05-04; 修回日期:2010-05-22通信作者:李航航,li h ang hang @文章编号:1674-8190(2010)02-112-04飞机结冰探测技术及防除冰系统工程应用李航航,周敏(北京航空工程技术研究中心,北京 100076)Engineering Application of Icing Detection Technique and Anti -icingand Deicing System on AircraftLi Hang hang ,Zhou M in(Beijing Aeronautical Technology Research Cen ter ,Beijing 100076,China )摘 要:飞机结冰是飞行过程中所面临的严重安全隐患,不同气象条件下会产生各种不同的结冰类型。
文章介绍了几种常见冰型、成冰机理及其对飞机结构和系统可能产生的危害程度,分析研究了目前国内外飞机结冰探测技术的现状和发展趋势,总结了各种防除冰措施在飞机上的应用和技术特点,并以波音777飞机防除冰系统设计为例,说明典型飞机结构防除冰系统设计的特点和功能。
关键词:飞机;冰型;结冰机理;结冰探测;防除冰系统中图分类号:V 321.229 文献标识码:AAbstract :Icing is one of main facto rs that threaten the flight safety of an aircraft .There are different kinds of icing shapes under different weather conditions .The different kinds of icing shapes and icing mechanism and the harm for aircraft struc -ture and systems are presented in this paper .The development of icing detection technique is analyzed ,and the application and technical trait of d ifferent kinds of anti -icing and deicing system are summarized .Take the anti -icing and deicing sys -tem of Boeing 777fo r example ,the design trait and function of typical anti -icing and deicing sy stem are introduced .Key words :airc raft ;icing shape ;icing mechanism ;icing detectio n ;anti -icing and deicing sy stem0 引言飞机结冰是指在特定气象条件下在飞机表面产生水分凝结成冰的现象,多发生在飞机的升力表面(如机翼、尾翼)、螺旋桨和旋翼、发动机进气道、风挡玻璃、外露传感器等部件的迎风表面。
飞机结冰严重威胁飞机的飞行安全。
飞机发生轻度结冰就会降低飞机的飞行性能,主要表现为升力下降、阻力增加、升阻比大幅下降等,进而造成飞行姿态控制困难。
严重结冰时可能造成飞机在小迎角下出现失速或操纵翼面发生失效等现象而造成机毁人亡。
据资料统计,飞机在飞行中因结冰问题而导致空难事故的概率超过15%。
近年来,已经发生了多起因飞行结冰而造成的重大空难事故。
如2009年6月法国A330客机在大西洋上空飞行时遇到恶劣天气发生结冰引起飞机坠毁,造成228人遇难;2006年6月,我国一架特种飞机在执行任务中也因严重结冰而发生一等空难,造成数十人死亡。
据美国FAA /NASA 统计,飞机出现结冰后导致空难事故中有10%以上是因为飞机结冰造成舵面操纵失效[1]。
因此,研究飞机飞行中可能出现的结冰现象、结冰机理以及飞机是否结冰、结冰后的除冰效果等问题成为各国航空飞行器设计必须解决的迫切难题。
1 飞机结冰机理及危害分析1.1 飞机结冰机理分析容易发生积冰的云层主要有层云(Stratiform Cloud )和积云(Cumuliform C loud )两大类。
层云类包括层云、层积云、高层云和雨层云,发生结冰的高度多在0～7km 范围,其垂直方向厚度多小于2.0km ,水平方向长度最大可达几百公里,液态水含量通常在0.1～0.9g /m 3范围,能使飞机发生连续积冰。
积云类包括积云、高积云、雨积云等,发生结冰的高度多在1.2～7.3km 范围,其水平方向长度一般不超过10km ,厚度与长度相当,液态水含量较高,最高可达3.9g/m3以上,能使飞机发生间断积冰[2-3]。
飞机在大气环境温度0℃以下飞行时,云中过冷水滴撞击在飞机机体表面即会结冰。
飞机结冰与云层温度、液态水含量(LWC)、水滴直径(MVD)、云层范围等参数有关。
云中液态水含量决定结冰严重程度,水滴直径决定结冰区域大小和结冰形状,云层范围决定结冰层厚度。
而云中水滴的状态又跟云层温度有着密切关系。
当云中温度为0℃～-15℃时,多为过冷水滴;当云中温度为-15℃～-30℃时,多为过冷水和冰晶共存;低于-30℃时多为冰晶。
飞行结冰温度范围一般为0℃～-20℃,此时云中多为过冷水滴。
据相关统计,当云层温度在-2℃～-10℃范围内,飞机遭遇积冰的次数最多,强积冰主要发生在-2℃～-8℃,但动力装置的进气部件和汽化器由于受到气流绝热膨胀降温和液体蒸发吸热的作用,可在环境温度高达5℃～10℃时发生结冰。
云层范围越大,飞机飞经云层的时间越长,部件表面上所结的积冰冰层的厚度越厚。
按照结冰过程及冰层特性,飞机上的冰层可分为毛冰、透明冰和混合冰[4]。
毛冰是由微小的超冷液态水滴与低于结冰温度的机体表面接触后形成的。
由于水滴直径很小,最初结冰后的水滴数量不足以在完全结冰前形成连续的一片冰,结果形成小冰块与空气的混合体,出现粗糙、不透明、易碎的晶状沉积物。
毛冰的表面粗糙,呈乳白色。
绝大多数毛冰可用除冰系统清除或采用防冰措施预防。
透明冰是由空气中的超冷水滴与低于0℃的机体表面接触时凝固形成的。
由于飞机的运动以及水滴结冰时会释放一定热量,从而使水滴在凝固之前向后流动,飞行速度越高,凝固过程越慢,水滴凝固前向后流动的距离越长,其结果就会在飞机表面形成一层固态的、透明的、基本没有空气的透明冰。
透明冰很光滑,通常紧紧附着在飞机表面,累积增多后形成脊冰,透明冰很难清除。
混合冰是毛冰和透明冰的混合体,是一种常见的结冰体。
有时候,潮湿空气与低于0℃的机体表面接触会形成霜。
表面霜沉积的典型条件是飞机停放在晴朗(凉爽)的夜晚、无风且空气湿度很大,或者飞机短时从低于凝固点的空气中飞到暖湿空气中。
结冰强度又称结冰速率,是指飞机在结冰气象条件下飞行时,部件迎风表面上所结冰层的增长速度。
它与飞行速度、部件外形、云层中液态水含量、部件水滴收集区的结冰冻结系数等有关。
对于飞机结冰强度的表述,不同国家略有区别,如美国空军是按照在一定飞行速度下单位时间内冰率计单位表面积上所结冰层的质量来描述飞机的结冰强度;俄罗斯则按照机翼前缘处单位时间内的最大结冰厚度来描述;国际上还有按照飞机飞过单位云层距离时,冰率计表面上的最大结冰厚度来描述飞机的结冰强度。
上述描述都反映了飞机在飞行过程中可能发生结冰现象的强弱,是判断飞机在结冰区飞行可能出现结冰的危险程度。
并且随着积冰研究的深入和新机型的不断出现,对积冰强度的定义及其标准也经历了一个不断更新发展的过程。
1.2 结冰对飞机的影响及危害分析飞行结冰是一种非常严重的危险情况,它会破坏空气的平滑流动、增加阻力、改变机翼的气动特性、引起舵面控制失效或反效[5-7]。
飞机的机翼、尾翼、螺旋桨、风挡、发动机唇口等迎风面都会出现结冰,飞机上的天线、通气孔、进气道和整流罩也会出现结冰。
飞机结冰后不仅会改变飞机的气动特性而引起飞机操纵失控,还会造成飞机结构的严重振动或损伤,脱落的冰层经常会打坏飞机的运动部件或机体结构。
如2008年法国A330客机空难就是由于结冰堵塞了飞机动静压传感器而使其失灵造成的。
风洞试验表明:在机翼前缘或上表面增加约1mm的粗糙霜、雪和冰的沉积物可使升力减少30%以上,阻力增加50%以上,具体数值随结冰范围的不同而不同[8-9]。
NASA的研究报告研究表明[10],在所有受保护的表面的结冰被清除后,由于未受保护表面,如天线、襟翼铰链、舵面操纵摇臂、机身前部、风挡、风挡雨刷、机翼斜支柱、固定起落架等仍旧存在结冰,与积冰有关的总阻力对飞机的危害影响会依然存在。
2 飞机结冰探测技术现状及发展趋势2.1 飞机结冰探测技术现状对结冰探测技术的研究,国外早在20世纪40年代就已经开始。
如美国的Rosemount宇航公司、俄罗斯的Implus设计局、法国的Liebherr宇航公司、瑞士的Vibro-Meter公司等。
国内对该项技术的研究起步较晚,技术力量也较薄弱。
主要有国营113第2期 李航航等:飞机结冰探测技术及防除冰系统工程应用181厂、哈尔滨工程大学、华中科技大学等。
对飞机结冰现象的探测主要依靠结冰信号器,该类信号器依据产品外形可以分为外伸式和内埋式两种。
根据所采用的关键技术可以分为放射线技术、热交换技术、谐振技术、磁滞伸缩技术、导电环技术等[11]。
(1)放射线技术传感器:利用安装在信号器内的放射元素锶90的放射性来工作的。
当没有冰层沉积时,放射线发出的电子束全部被吸收管吸收形成电子负压,使晶体管处于非导通状态。
当出现冰沉积时,部分电子被冰层吸收,使得到达吸收管的电子束减少,电压升高,晶体管导通而发出结冰告警信号。
代表产品为法国Liebherr宇航公司的1278-1N型传感器。
(2)热交换技术传感器:利用一个恒定功率热源向热敏元件加温,同时测量并不断比较热敏元器件上不同点位之间的增温速率,温差变化越大说明结冰的可能性和冰层厚度越大。
其中代表产品为美国Rosemo unt宇航公司的873、875型传感器。
(3)谐振技术传感器:利用线圈中的电磁激励原理使传感器中的弹性敏感元器件产生机械谐振,当有冰层沉积时,弹性敏感元件就会发生刚度变化而引起振动频率改变,从而给出结冰告警信号。
代表产品为俄罗斯Implus设计局的CO-121BM型传感器。