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飞机结冰传感器安装位置

日期:2020-05-30 01:07
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摘要:结冰传感器的安装直接决定了冰的探测效果,在飞机设计阶段往往要耗费巨大的工作量来确定合适结冰传感器安装位置.本文提出了一种高效确定结冰传感器安装位置的方法,其基本思路是采用数值计算的手段,获得不安装结冰传感器飞机流场的水滴容积分数分布;再根据水滴收集率的定义,得到传感器拟安装区域不同位置的水滴收集率,并与机翼表面的水滴收集率对比;从保证传感器可以起到预警作用的角度出发,进而给出传感器的安装位置.采用该方法对某型民航客机进行了分析,给出了该型飞机适合安装传感器的区域.在此基础上,将传感器加载到对应位置进行数值仿真验证.仿真结果显示:传感器探头处的水滴收集率与不加载传感器时该位置的水滴收集率基本一致,均大于同等条件机翼上的*大水滴收集率,符合飞机的结冰防护需求.本文方法可普遍应用于运输类飞机设计,有效提高结冰防护系统设计的效率.

飞机结冰传感器安装位置

结冰传感器的安装直接决定了冰的探测效果,在飞机设计阶段往往要耗费巨大的工作量来确定合适结冰传感器安装的位置。本文提出了一种高效确定结冰传感器安装位置的方法,其基本思路是采用数值计算的手段,获得不安装结冰传感器飞机流场的水滴容积分数分布;再根据水滴收集率的定义,得到结冰传感器拟安装区域不同位置的水滴收集率,并与机翼表面的水滴收集率对比;从保证传感器可以起到预警作用的角度出发,进而给出传感器的安装位置.采用该方法对某型民航客机进行了分析,给出了该型飞机适合安装传感器的区域。在此基础上,将传感器加载到对应位置进行数值仿真验证.仿真结果显示:传感器探头处的水滴收集率与不加载传感器时该位置的水滴收集率基本一致,均大于同等条件机翼上的*大水滴收集率,符合飞机的结冰防护需求.本文方法可普遍应用于运输类飞机设计,有效提高结冰防护系统设计的效率。

飞机在飞行中穿越含有过冷水滴的云层,过冷水滴撞击在飞机表面,在撞击区域附近很可能产生结冰现象。结冰广泛存在于飞行实践中,并对飞行安全产生危害。飞机结冰传感器是安装于机体表面,用于侦测飞机是否进入结冰环境的仪器设备,是飞机结冰防护系统的重要组成部分。航空系统结冰传感器种类众多,按照安装方式分类可分为2种:一种是传感器探头从飞机机体伸出,这种传感器通常是安装在机头一侧;另一种是传感器埋装于易结冰部位,探头与飞机表面(如机翼前缘)齐平.虽然第2种结冰传感器测量更直接,但是仅有少数国外公司生产,而且存在安装麻烦、需耐受飞机表面防冰或除冰加热时的高温等不足,所以目前第1种传感器仍然是主流.受空气绕流的影响,结冰环境下飞机周围流场中的水滴在空间分布不均匀.在近壁面的广泛区域,存在无水区,如果传感器探头处于这一区域,会探测不到结冰,导致漏报.离壁面一定距离,又存在水滴聚集区,该区域的水滴容积分数远高于周围流场,如果传感器探头始终在该区域,又会使得信号过于敏感,干扰飞行员的操作.好的结冰传感器需要适用于不同的飞行状态,除了避免漏报,还应该在起到预警作用的同时,避免传感器的反馈过于敏感,出现虚警误报的情况.因此,传感器的安装位置直接决定了冰的探测效果,在进行飞机设计时,需要专门研究.由于飞机上可安装传感器的区域众多,且传感器外形尺寸与飞机差距巨大,如果按照常规设计思路,把传感器加载到飞机表面逐个位置进行设计分析,需耗费巨大的工作量.目前国内外对飞机结冰探测技术的研究依然十分活跃,但主要集中于新型结冰传感器的研发及验证方面,关于如何确定结冰传感器安装位置方面的研究很少,仅有零星的公开报道。目前尚未形成系统的结冰传感器位置确定方法及规范。针对该现状,本文提出一种确定结冰传感器安装位置的方法,采用该方法对某型民航客机的结冰传感器安装位置进行分析,并采用数值仿真手段进行安装效果验证,以获得适合该型飞机的结冰传感器安装位置。

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