【正文】 ............................................................................................................................................... 9 結(jié) 束 語 ....................................................................................................................................................16 謝 辭 ..........................................................................................................................................................17 文 獻 ..........................................................................................................................................................18 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 6 1 概述 飛機在空中飛行時，在翼面前緣和發(fā)動機進氣道內(nèi)易發(fā)生結(jié)冰 ,致使飛機操穩(wěn)特性惡化，甚至造成機毀人亡 ,因此了解結(jié)冰對飛行的危害、預(yù)測結(jié)冰的特性和發(fā)展消冰防冰方法，對于保證飛行全安極為重要。飛機在結(jié)冰氣象條件下飛行時在飛機機翼前緣發(fā)動機進氣道和壓氣機葉片上在渦輪螺旋槳發(fā)動機的螺旋槳槳葉上在駕馭艙風(fēng)檔玻璃以及在測溫、測壓的各種傳感儀器探頭上，常常會遇到結(jié)冰的現(xiàn)象。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，飛機操縱性、穩(wěn)定性下降；儀表、儀器結(jié)冰后，會導(dǎo)致指示失常，如結(jié)冰嚴重時還可能出現(xiàn)嚴重的飛行事故。 2 飛機的結(jié)冰現(xiàn)象 及探測 飛機的飛行環(huán)境主要是對流層。在對流層，空氣上下對流劇烈并有云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象。在飛行過程中，特別實在穿過云層和降雨區(qū)時，往往會遇到水霧甚至是過冷水滴。水霧或者過冷水滴很容易附著在記憶、尾翼、螺旋槳槳葉前緣及座艙玻璃等處，只要溫度足夠低，他們就會凝結(jié)成冰，這就是飛機的結(jié)冰現(xiàn)象。 著不僅增加了飛機的重量，而且 破壞了飛機的氣動外形，增加了阻力，結(jié)冰嚴重時會給飛機正常飛行帶來困難 。 既然結(jié)冰現(xiàn)象對飛機來說是有害的，則及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)測結(jié)冰現(xiàn)象就變得非常重要。這個工作由結(jié)冰探測系統(tǒng)來完成。 飛機結(jié)冰的三種形式 飛機在飛行過程中之所以會結(jié)冰，是因為大氣含有不同相態(tài)的水分子，這是飛機結(jié)冰的前提條件。根據(jù)結(jié)冰時的具體情況，飛機結(jié)冰可以分為三種形式 。 干結(jié)冰 飛機在熱帶區(qū)域飛行，當(dāng)遇上冰晶云（由冰晶體組成的云）時，冰晶體就會沉積在飛機表面而結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為干結(jié)冰 飛機干結(jié)冰 。 現(xiàn)象很少遇到， 一般無危險， 但 發(fā)動機進氣道拐彎處和進氣部件表面發(fā)生的干結(jié)冰現(xiàn)象，積聚的冰晶進人發(fā)動機后，會損壞壓氣機葉片或使發(fā)動機熄火，具有一 定的危害 性。 凝華結(jié)冰 凝華結(jié)冰是指大氣中的氣態(tài)水不經(jīng)過液態(tài)相直接凍結(jié)在飛機表面上的一種結(jié)冰現(xiàn)象。因此，只要溫度條件具備，在無云的大氣中也可以發(fā)生。 升華結(jié)冰只要飛機表面溫度與周圍氣溫平衡時，冰層便能很快地被融化消失，故不存在危險 。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 7 滴狀結(jié)冰 滴狀結(jié)冰又稱水滴結(jié)冰，是大氣中的過冷水滴撞擊在飛機表面上而凍結(jié)的一種結(jié)冰現(xiàn)象。撞擊在機體表面的過冷水滴，其凍結(jié)的速度是十 分迅速的，幾乎 是 立即凍結(jié)。 飛機表面積冰的形狀則主要取決于云層中的水滴直徑、大氣溫度及飛行速度。高速飛行，飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴多而大、過冷卻程度較小的云中時，易形成如圖 l1(a)所示的“雙角狀冰”?！半p角狀冰”通常透明堅硬，增長很快，凍結(jié)牢固，不易破除，對飛機氣動性能影響很大，對飛行安全具有嚴重的危害性。低速飛行，飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴少而小、過冷卻程度較大的云中時，飛機表面的積冰形狀通常呈現(xiàn)粒狀或多孔的白色不透明冰層，稱作“矛狀冰”（圖 1 1( c ) ）。該冰結(jié)構(gòu)較“雙角狀冰”為松．飛機振動和顛 簸時易脫落，對飛機氣動性能和飛行安全影響較小。介于兩者之間的，多形成所謂的“中間冰”（圖 11 ( b ) ) ，其危害程度和增長速度介于“雙角狀冰”和“矛狀冰”之間。 結(jié)冰探測 因為 結(jié)冰現(xiàn)象對飛機來說是有害的 ，則及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)測結(jié)冰現(xiàn)象就變得非常重要當(dāng)飛機進入結(jié)冰區(qū)域或產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象時，結(jié)冰信號器就開始工作。它一方面可以向機組發(fā)出結(jié)冰警告信號，另一方面能自動接通防冰系統(tǒng)進行防冰或除冰工作。 結(jié)冰信號器一般分為駕駛員直觀式和自動結(jié)冰信號器兩類 。相對來說自動結(jié)冰信號器的工作可靠性不是很好，而直觀式結(jié)冰 信號器及簡單又好用，采用較為普遍，但駕駛員的工作負擔(dān)比較重。 探冰棒 探冰棒 是最簡單的直觀式結(jié)冰信號器。由于它尺寸小，在輕微結(jié)冰條件下便圖 11 圖 11 圖 11 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 8 會結(jié)冰。一次，在探冰棒的旁邊通常有聚光燈， 以 保證 夜間飛行時能監(jiān)控探冰棒的結(jié)冰狀況。 探冰燈 探冰燈是探測結(jié)冰的輔助設(shè)備。探冰燈是一種專用的聚光燈，外形和普通燈差不多，一般裝設(shè)在機身中部機翼前方的左右兩側(cè)。當(dāng)探冰燈接通后，燈光會照射到整個機翼前緣，以便觀察結(jié)冰情況。 自動結(jié)冰探測器 自動結(jié)冰探測器既可以向駕駛員發(fā)出進入結(jié)冰狀態(tài)的吧、 信號，也可以自動的接通防冰系統(tǒng)，使其工作。根據(jù)原理的不同可分為：機械式、壓差式、導(dǎo)電式、射線式、紅外線式等。 3 結(jié)冰強度及冰形 在結(jié)冰氣象條件下飛行時，飛機所有 部件 得迎風(fēng)面 上都可能出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。但通常情況下，結(jié)冰對飛行影響的程度最終取決于結(jié)冰強度和結(jié)冰形狀 。 結(jié)冰強度 結(jié)冰強度就是冰在飛機部件上的形成速度， 以每分鐘增長的厚度表示。結(jié)冰強度與飛行速度、氣象條件及飛機部件折外形有關(guān)，由于各部件外形不同，所以在同樣的飛行和氣象條件下，各部分的結(jié)冰強度是不同的。 結(jié)冰強度客分為弱、中度、 強、極強四個等級。 結(jié)冰強度并不能完全表達飛機結(jié)冰的嚴重程度，如飛機處于小范圍雨積云的極強結(jié)冰條件下飛行時間很短，結(jié)冰強度雖然很大 ,但結(jié)冰量不會很厚；相反，如飛機處于弱結(jié)冰條件下飛行時間很長， 則冰層可能很厚。所以，總的結(jié)冰厚度也是一個非常重要的概念，因而引入結(jié)冰程度這一概念。 所謂結(jié)冰程度，是指在結(jié)冰條件下的全部飛行時間內(nèi)，飛機表面所結(jié)冰層的最大厚度。顯然，結(jié)冰程度是冰的生成速度和飛機飛過結(jié)冰區(qū)域的時間的函數(shù)。 飛機結(jié)冰冰型 由于飛機疾病史的具體條件不同導(dǎo)致結(jié)冰層的形狀也不同。不同冰型對飛行影響也不一樣。 因此需要對冰型的形狀做詳細的討論。機翼前緣冰型按外形可分為三種，分別是楔狀冰、混合冰和槽狀冰。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院