7-2飞机风挡防冰与排雨系统解析
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。
飞机各个系统的组成、原理及功用
飞机各个系统的组成、原理及功用08082332 洪懿液压系统飞机大型化以后，依靠驾驶员操纵控制各操纵面仅凭体力去搬动驾驶杆、踏踩脚蹬、拉动钢索使副翼或方向舵转动，那是绝对办不到的了。
此时飞机上就出现了助力机构。
飞机上的绝大部分助力机构采用的多为液压传动助力系统。
要在飞机的不同部件上使用液压，就要组成一个液压系统。
液压系统由泵、油箱、油滤系统、冷却系统、压力调节系统及蓄压器等组成。
液压传动是一种以液体位工作介质，利用液体静压来完成传动功能的一种传动方式。
飞机液压系统通常用来收放起落架、襟翼、减速板和操作机轮刹车以及操纵舵面的偏转。
液压系统作为操纵飞机部件的一个系统，具有许多优点，如重量轻、安装方便、检查容易等。
起落架缓冲支柱是主要的受力构件,起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器组成。
她的功能是减小飞机在着陆接地和地面滑跑时所受的撞击力，并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。
起落架系统起落架主要功用是飞机滑跑、停放和滑行的过程中支撑飞机，同时吸收飞机在滑行和着陆的震动和冲击载荷。
利用液压进行起落架正常收放。
也可以人工应急放下起落架。
减震支柱的压缩可用空地感应控制。
在地面滑行时，可利用前轮进行转弯。
刹车组件装在主起落架机轮内，防滞系统用于提高刹车效率。
起落架的结构形式主要有构架式、支柱套筒式和摇臂式3种。
起落架缓冲支柱是主要的受力构件,起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器组成。
她的功能是减小飞机在着陆接地和地面滑跑时所受的撞击力，并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。
起落架收放系统:为了减小飞行阻力，以提高飞行速度，增大航程和改善飞行性能。
它的主要组成部件有起落架选择活门，收放动作筒，收上锁及放下锁作动筒，起落架舱门作动筒，主起落架小车定位作动筒及小车定位往复活门，液压管路等。
起落架选择活门作用是将收放的机械信号转换成液压信号，引起液压油通到起落架收放管路，从而实现起落架的液压收放。
起落架位置信号：它主要有电气信号，机械指示信号和音响警告信号。
飞机防冰排雨系统PPT课件
飞机防冰排雨系统的历史与发展
02
01
03
早期的飞机防冰排雨系统主要采用机械式或气动式结 构，如加热空气或机械振动等方式去除冰和雨水。
随着技术的发展，现代飞机防冰排雨系统采用了更加 先进的技术，如电热式、微波式和激光式等。
这些新技术能够更加高效地去除冰和雨水，提高飞机 的安全性和性能。
02
飞机防冰排雨系统的组成和工作原理
加热阶段
如果需要，控制单元会激活加热元件，对相应区 域进行加热，融化冰霜和蒸发雨水。
判断阶段
控制单元根据接收到的信号和预设阈值，判断是 否需要启动防冰排雨系统。
排水阶段
同时，排水口开始工作，将机体表面的雨水排出 。
主要组件的功能
传感器
负责实时监测飞机表面 状况，是整个系统的“
感知器官”。
控制单元
系统的“大脑”，接收传感器 信号，根据算法决定是否启动
加热元件和排水口。
加热元件
排水口
融化冰霜、蒸发雨水， 防止飞机表面结冰或积
水。
迅速排出机体表面的雨 水，保持飞机飞行安全。
03
飞机防冰排雨系统的分类和应用
飞机防冰排雨系统的分类
机械式防冰系统
利用机械能将冰破碎并去除，如气动和电动除冰系 统。
热力防冰系统
通过加热元件将飞机表面加热，以防止冰的形成， 如电热和热气防冰系统。
飞机的安全和正常运行。
提高航班准点率
通过飞机防冰排雨系统的使用， 可以减少因气象因素导致的航班 延误和取消，提高航空运输的效
率和航班准点率。
降低维护成本
飞机防冰排雨系统的正常运行可 以减少飞机维修和保养的频率， 从而降低航空公司的维护成本。
对未来研究和发展的展望
飞机系统 8飞机防冰与排雨系
化学方法：目前国外使用防冰化学涂层，除冰带表 面加涂层时，使冰霜难以粘结。达到更
好的除冰效果。
气动除冰注意问题：-30ºC不准进入已知结冰区；翼 面积冰厚达9.5mm时，才能除冰；不允许 在温度低于-40ºC时使用；飞前检查除冰 带应清洁、无损坏且紧贴翼面
8.2.2气热防冰
即采用热空气加热而防止结冰。
飞机在爬升穿越云层时风挡 玻璃发生快速结冰
8.1.1风挡防冰
通常电热防冰，少数为液体防冰， 有的小飞机两种方法都采用
1.电热防冰工作原理：利用电阻 热升温防止表面结冰或化去薄 冰，是现代飞机风挡常用的防 冰、除雾方式。
运输机的风挡玻璃由三层压合而 成。每两层间夹有透明的金属 导电材料和乙烯树脂胶，通电 发热
气动除雨器 Pneumatic Rain Removal Systems
安装喷气发动机的小型高速飞机采用 • 利用压气机引出的高压、高温空气吹过风挡除雨。
引气经温度，压力控制后，进入风挡边沿的喷管， 由开关控制喷出。 • 热空气将雨滴击成微粒后吹除； • 空气加热风档防止湿气结冰。
化学风挡排雨剂
航线飞行中防冰使用注意事项
5、当平尾有结冰时，要尽可能小角度襟翼设定着陆。 熟悉掌握机上防冰设备的能力、使用、监控与特殊 情况处置。 6、在起飞前要确保机翼、尾翼升力面没有霜、雾和
别的污染，机翼、尾翼升力面上积冰未彻底清除 导致的起飞事故已多次发生。 7、如果飞机开始出现严重结冰，则在使用防冰设备 同时，应尽可能绕过或避开结冰区，或改变飞机 高度，或适当增大飞行速度。
防冰活门时）若在地面钟鸣器发声、 示警灯闪亮则应立即关闭故障一侧防冰活门和引 气。 地面检查：不能超过30秒，大于35秒会有警告信号。 当防冰活门打开后，控制活门失效时活门能自动 关闭。
7 防冰
风挡玻璃加热控制：控制原理（续）
过热保护： 当窗户温度高于145℉（62℃），加热电路跳开。 过热保护线路：窗户温度太高时，K1、K2释放。 可设置较低的过热跳开温度，以防止外界温度高 时，发生损坏系统的跳开。 过热跳开会使下列情况发生： ⑴ 到窗户的电流断开； ⑵ P5-9上的绿色ON灯灭； ⑶ P5-9上的琥珀色过热灯亮； ⑷ 主告诫和防冰指示灯亮。
17
风挡玻璃加热控制：线路图
18
风挡玻璃加热控制：控制原理
窗户加热控制：
— 接通窗户加热电门时，提供电能给系统。
— 窗户加热控制组件监视窗户温度传感器。
— 如果窗户温度小于100℉（37℃），WHCU提供 电流给窗户并加热它。
— 加热电源按斜坡函数上升，以阻止热冲击。 — 当温度接近目标温度110℉（43℃）时，WHCU 将电流斜坡降低，防止温度过热。
7
机翼热防冰系统：工作概况（2）
当前推发动机推力杆时，控制台上的电门关闭机 翼热防冰活门，以保持发动机起飞推力。这种保
持推力的保护仅工作在地面。
AIR/GND逻辑给机翼防冰系统发送空地敏感信
号，发动机和机翼防冰组件使用该信号来起始机
翼防冰系统的过热保护和保持推力保护。
起飞时，关掉机翼热防冰系统。
9
机翼热防冰关断活门：位置、类型
10
机翼热防冰电磁活门、 机翼热防冰地面过热电门
机翼热防冰电磁活门功能： 控制活门全开，使发动机引气被冷却 ，防止损
— 地面使用机翼热防冰时，该活门通电，使预冷器 坏机翼前缘。
机翼热防冰地面过热电门：机翼热防冰系统在地 面打开时，保护机翼前缘以免过热损坏。 当温度达到257℉（125℃）时，电门关闭。
飞机的防冰系统与除冰解析
1概述1.1飞机的防冰系统与除冰方法飞机的结冰问题严重危害飞机的安全性。
飞机表面出现冰，阻碍了空气的流动，增大了摩擦力并减小升力，尤其是机翼上的冰对飞机起飞影响很大。
积聚在飞机尾翼上的冰可扰乱飞机的平衡，迫使飞机向下倾斜，这种现象称为尾翼失速。
这时，飞机的防冰系统起到了很重要的作用。
通常，飞机上除冰的方法有两种，一种是“渗透机翼”液体除冰系统，一种是膨胀橡胶气囊，称为气体罩，气体罩沿着机翼安装。
但这两种方法都存在缺点，如液体除冰系统效率有限，气体罩增加了飞机重量和功耗。
在格林研究中心开展联合研究，采用可膨胀的石墨箔加热单元技术有效替代通常的除冰方法。
这种超薄石墨覆盖在飞机表面，并不会太多增加飞机重量，且能够快速融化冰。
这种安全的设备目前已向整个航空界推广。
1.2飞机表面结冰现象、结冰形式以及影响因素高空飞行飞机的迎风表面通常会伴随三种不同形式的结冰现象，即“水滴积冰”，“干结冰”和“升华结冰”。
在大气对流层下半部的云雾中，常常存在大量温度低于冰点而仍未冻结的液态水滴•即“过冷水滴”。
“水滴积冰”指的是飞机部件表面的平衡温度低于冰点，过冷水滴撞击并积聚冻结于部件前缘表面而发生的积冰现象。
水滴积冰严重时常常会飞机的气动外形、危害飞机的飞行安全，因此，是飞机防冰与除冰技术的主要研究对象。
“干结冰”指的是飞机在含有大量冰晶或有雨夹雪的云中飞行时.因气动力加热或飞机防冰设备工作等原因使部件迎风表面温度高于冰点，冰晶沉积融化、然后再冻结成冰的现象。
飞机干结冰现象很少遇到，一般无危险，但发动机进气道拐弯处和进气部件表面发生的干结冰现象，积聚的冰晶进人发动机后，会损坏压气机叶片或使发动机熄火，具有一定的危害性。
“升华结冰”指的是飞机由冷区飞入暖区，机体表面温度低于周围气温达到结霜温度时•空气中水汽在飞机表面凝华成冰的现象。
升华结冰. 只要飞机表面温度与周围气温平衡时，冰层便能很快地被融化消失，故不存在危险。
因此，“水滴积冰”成为本文讨论的主要内容。
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。
•
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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。
飞机结构与系统：7-2 防除冰系统与排雨系统
7.2防/除冰系统与排雨系统（ICE AND RAIN PROTECTION SYSTEMS）概述典型防/除冰系统气热防/除冰系统电热防/除冰系统液体防/除冰系统气动除冰系统探冰、排雨、地面防/除冰 飞机探冰系统风档排雨系统飞机地面防除冰飞机结冰—大气中飞行或地面停放时，某些部件表面积聚了冰、霜、或雪的现象。
结冰损害飞机性能：●机体（机、尾翼）结冰空气动力特性变差：●操纵面结冰不能正常偏转实现正常操作。
●螺旋桨、发动机结冰导致：P↓、振动↑、揣振、熄火、停车。
●风档结冰或大雨：能见度↓、强度↓、操纵困难。
●探头、天线结冰：T、V、H、α等数据不可靠→飞行仪表、FMC、NAV、COM、A/P失误或失效。
●结冰是正常与安全飞行的大敌飞机常见防/除冰部位：机翼、尾翼前缘发动机进气道整流罩、进气导向叶片、汽化器、螺旋桨及整流罩风档、雷达罩皮托管、失速传感器、全温探头、排水管等B733B777B733四种典型防/除冰系统： 气动除冰系统液体防/除冰系统气热防/除冰系统电热防/除冰系统气动除冰系统工作原理及应用：让布置在防护表面的除冰带充气膨胀使冰层破碎，利用气流吹除。
用于低速飞机机、尾翼前缘除冰。
夏延ⅢA机、尾翼除冰系统：基本组成：¾除冰带及其充气管道¾增压空气源¾压力调节器、安全活门¾充气定时器¾除冰电门、除冰活门工作特点：¾除冰时膨胀管充气膨胀而破冰¾不除冰时带内抽真空，紧贴翼面保持外形除冰系统基本组成：●除冰带及其充气管道●增压空气源●水分离器及气滤、压力调节器、分配器与引射泵活门组件●充气定时器●除冰控制与指示工作说明：除冰带及工作循环压缩空气源电子定时器功用除冰控制面板控制：除冰电门显示：压力表、系统失效警告灯 气动除冰系统弱点：除冰时阻力大，不适于高速飞机用除冰可能不彻底功用：保证雨、雪天起飞、进埸着陆时，风档有清洁区。
因驱动动力不同分为：液压式电动式工作－电机或液压驱动雨刷来回运动排雨干风挡不得使用雨刷典型电动风档雨刷系统电机驱动雨刷臂、雨刷片由四位电门选择所需设置典型电动风挡雨刷系统2.风挡排雨剂系统功用：与雨刷结合保证大雨天（起飞、进近、着陆）风档有良好能见度。
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使பைடு நூலகம்注意事项
干风挡不能使用，否则易使风挡表面发毛。 速度超过规定值时不能使用。
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 11/15
气动排雨 利用高压高温空气高速吹过风挡前表面 形成空气屏障，防止水滴、雪花等接触 风挡。 应用
少数小型高速喷气机。 需要大量引气。
缺点
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 12/15
排雨剂排雨
原理
将排雨剂喷洒在风挡表面形成透明薄膜，使雨 水打在上面就象水银落到玻璃上一样成为水珠 而被气流吹走，避免形成不均匀水膜。
注意
与雨刷配合使用； 干风挡上不要使用； 小雨不要使用； 一边先用，证实效果好，另一边才用。
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 13/15
本课小结
欢 迎 学 习
7-2飞机风挡防冰与排雨系统
中 国 民 用 航 空 飞 行 学 院
风挡防冰排雨
风挡主要问题
结冰 结雾 雨水形成不均匀水膜影响视线 鸟击
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 2/15
风挡防冰方法 化学（液体）防冰 热力防冰
电热：现代飞机风挡防冰主要方式 气热：个别飞机采用
小型低速飞机风挡、螺旋桨。
应用
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 8/15
螺旋桨液体防冰
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 9/15
风档排雨 雨刷 排雨剂 气动排雨
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 10/15
雨刷排雨
动力
电力或液压。
控制旋钮
Off：关断；Low：低速；High：高速。 Park：停靠，将雨刷移动到视线以外。
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 6/15
风挡电热防冰系统
主要故障
过热 鼓泡 脱层 龟裂 电弧
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 7/15
风挡液体防冰系统
原理
将冰点很低的液体（如乙烯乙二醇、异丙 醇、酒精等）喷洒在防冰部位，使其与过 冷水滴混合后冰点低于表面温度而防止结 冰。
基本问题
◆风挡防冰方式
◆风挡电热防冰系统的基本组成及使用
◆液体防冰原理、排雨剂排雨原理
◆风挡排雨方式、排雨系统使用
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 14/15
本课结束
END OF THIS LESSON
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 15/15
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 3/15
风挡热力防冰系统
功用
防止风挡外表面结冰 防止风挡内表面结雾 提高风挡抗鸟撞的能力
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 4/15
风挡热力防冰系统
§7-2 飞机座舱风挡防冰与排雨 5/15
风挡电热防冰系统
系统组成
防冰电门 温度调节器 热藕电门 指示灯 过热保护系统 测试系统