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飞机结冰传感器:结冰对飞机性能的影响

日期:2020-05-30 01:32
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摘要:飞机结冰传感器:结冰对飞机性能的影响,飞机在结冰气象条件下飞行时,在飞机机翼前缘,发动机进气道和压气机叶片上.在涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨桨叶上.在驾驭舱风档玻璃上,以及在测温、测压的各种传感仪器探头_上,常常会遇到结冰的现象。飞机结冰后,不仅增加了飞机的重量,而且破坏了飞机的气动外形,因而阻力增加,飞机操纵性、稳定性下降;仪表、仪器结冰后,会导致指示失常,如结冰严重时,还可能出现严重的飞行事故。

飞机结冰传感器:结冰对飞机性能的影响

飞机在结冰气象条件下飞行时,在飞机机翼前缘,发动机进气道和压气机叶片上.在涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨桨叶上.在驾驭舱风档玻璃上,以及在测温、测压的各种传感仪器探头_上,常常会遇到结冰的现象。飞机结冰后,不仅增加了飞机的重量,而且破坏了飞机的气动外形,因而阻力增加,飞机操纵性、稳定性下降;仪表、仪器结冰后,会导致指示失常,如结冰严重时,还可能出现严重的飞行事故。

一、机翼及尾翼结冰的影响
机翼和尾翼是飞机产生升力的主要部件。结冰时,冰层主要聚集在翼面前缘部分。机翼和尾翼_上结冰,会引起翼型阻力增加,升力下降,临界攻角(失速攻角)减小,飞机操纵性和稳定性恶化。
(一)翼型阻力增加,升阻比降低翼型阻力是由摩擦阻力和压差阻力两部分组成的。摩擦阻力的产生是由空气具有粘性,在空气流经机翼表面时,会形成附面层而产生摩擦阻力。摩擦阻力的大小,主要取决于附面层的性质,层流附面层的阻力远比紊流附面层阻力小,机翼表面都设计成流线型截面,就是为了避免出现紊流附面层的。
压差阻力是物体前后的压力差 所引起的,因此,它的大小主要取决于物体的形状。为了减小翼型的压差阻力,机翼表面也必须具有良好的空气动力外形。
机翼和尾翼结冰后,表面出现不平并使翼型失真,破坏了原来的流线外形,是气流产生局部分离,从而使原来的层流附面层变成紊流附面层,于此相应的摩擦阻力和压差阻力都会增大。有资料说,机翼表面结上槽状冰后,翼型阻力可增加5-10倍。根据飞机试验,机翼和尾翼结冰时,其增加的阻力占飞机因结冰引起阻力增加总量的70-80%。由此可见,对机翼前缘防冰加温是十分重要的。

机翼结冰后,阻力增加多,引起升阻比降低,使机翼空气动力品质变坏。
(二)临界攻角减小
当机翼为流线型时,流过机翼的气流将是一层一层的,这时的升力系数Cy随攻角a的增加而线性增长;a增大acr时, 如果再继续增加,则Cy猛烈下
降,这个升力系数Cy为*大值时的攻角ac1称为临界攻角。当翼面结冰后, 气流的流线型分层遭到破坏,会使临界攻角a cr下降。图9-3表示了翼面结矛状冰和槽形冰后临界攻角减小的情况,同时可见,结冰后的升力系数*大值Cymx也下降了。


(三)使飞机操纵性能恶化
机翼与尾翼结冰后,临界攻角下降,使飞机在低速飞行时,特别是在着陆时有失速的危险,因此飞机在着陆时,水平尾翼通常处于负攻角状态,对飞机起着配平作用,由于临界攻角下降,使得尾翼在较小负攻角时就产生了气流分离,因而引起飞机低头,为了纠正这种非操纵性的飞机低头,飞行员不得不增大襟翼偏转角,这就失去了飞行速度,飞行速度过低则容易进入失速状态。在结冰状态,为了避免失速危险,飞机的*小飞行速度应为不结冰状态产生气流分离时的极限速度的1.3倍。机翼和尾翼的严重结冰,还会引起飞机的机械抖动,操纵机构的缝隙结冰可能引起卡阻现象,这些都是影响飞机操纵和危及飞行安全的。

二、风档玻璃及测温测压探头结冰的影响
飞机在结冰条件下 飞行时,或当飞机高度突然下降时,驾驶舱正面风档玻璃可能结冰或出现雾气,这时会降低玻璃的透明度,使目测飞行变得十分困然,对飞机的起飞和着陆是很不利的。飞机上装有空速管和大气总温传感器、攻角传感器和侧滑角等多种测温测压探头,这些部件也可能结冰。当空速管测压口结冰使进气孔面积变小时,会使入口动压减小,使空速指示失真;大气总温传感器测温探头结冰时,由于冰的蒸发,会使温度值下降,由此引起的误差可达10%以上。在现代大型飞机上,这些速度,压力和温度信号要送到有关大气数据计算机或飞控计算机,由于结冰引起输入参数的误差或错误,将会使航空仪表或数字显示失真,使驾驶工作复杂化,因而隐含着种种不安全因素。


三、飞机防冰的一般方法

飞机_ 上主要的防冰部位有机翼、尾翼、发动机进气道、螺旋桨、风档玻璃和测温测压探头,根据这些部位的不同和防冰所需能量的大小,因而各部位有不同的防冰方法。根据防冰所采取能量形式的不同,可分成机械除冰系统,液体防冰系统,热气防冰系统和电热防冰系统,下面分别讨论他们的工作原理和优缺点以及在民航飞机上的应用概况。


四、飞机结冰信号装置:结冰传感器
以上介绍了飞机防冰的一般方法,主要是热气防冰和电热防冰。那么,何时怎样接通这些防冰装置呢?这就需要有探测飞机是否结冰的结冰传感器。
结冰信号器有多种形式,一-般可以分成飞行员直观式和自动结冰信号器两大类。直观式结冰传感器安装于飞行员容易看到的地方,当发现结冰后,飞行员用人工方法接通防冰系统;自动结冰信号器则既可向飞行员发出信号,同时还能自动地接通防冰加温系统。
       



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