飞机结构与系统(第十章 防冰排雨系统)

排雨剂 √ √
飞机防冰排雨系统
六、飞机结冰探测 • 驾驶员直观式 安装于驾驶员容易看到的地方，当发现结冰后， 用人工方法接通防冰系统。 • 探冰棒 • 探冰灯
探冰棒
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六、飞机结冰探测 • 自动结冰探测器
（A320）
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本章思考题
1. 飞机结冰对飞行性能的影响。 2. 飞机防冰、除冰方法。 3. 驾驶舱风挡排雨方法。
第十章 防冰排雨系统 本章内容
飞机结冰对飞行性能的影响 飞机防冰、除冰方法 飞机防冰排雨系统
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飞机结冰对飞行性能的影响
一、结冰概述 必要条件： 水分+负温 三种型式： • 滴状结冰：过冷水滴 • 凝结结冰：凝华 • 干结冰：冰晶云
1969年~2005年，世界上由于结冰引起的飞行事 故造成500多人死亡及财产的重大损失。
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飞机结冰对飞行性能的影响
三、发动机进气部件结冰的影响
3）发动机进气部件结冰的影响 • 破坏它们的气动外形； • 减小进气道面积、压气机相邻叶片空气流通面 积，使进入发动机空气流量减小，功率下降； • 结冰不对称、不均匀，以及脱落等情况，破坏 转子动平衡，造成振动，甚至导致发动机轴承 损坏； • 脱落的冰块随高速气流进入压气机，打在叶片 上可能造成压气机的损坏。
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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。
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飞机防冰、除冰方法
三、液体防冰系统
一种物理防冰方法，借助某种液体（防冻液）减小冰与 飞机表面附着力或降低飞机表面冻结温度。 防冻液：乙烯乙二醇（美），乙醇类（俄） 主要应用于风挡玻璃防冰及螺旋桨等部件的防冰。但因 消耗量大、飞机增重大，喷液口易堵塞，维修不便，现代飞 机少用。
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飞机结冰对飞行性能的影响
三、发动机进气部件结冰的影响
1）发动机进气部件包括： 发动机进气道前缘、压气机前缘整流罩、第一级 压气机前的导流叶片等。
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飞机结冰对飞行性能的影响
三、发动机进气部件结冰的影响
2）进气道前缘特点： 类似机翼结冰情况，但有其特殊性： • 结冰区域比机翼大； • 由于气流在进气道 内加速，温度下降， 所以环境温度为正温 （如5～10度）时也可 能结冰。
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二、发动机整流罩防冰 发动机压气机引气加温。
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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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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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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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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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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、除冰方法
四、热空气防冰系统
热源充足，能量大，常用于机翼、尾翼、发动机唇口大 面积防冰。 热空气来源： • 发动机压气机引气 现代民航飞机多采用。 • 发动机排气热交换器 应用于活塞发动机。 • 燃烧加温器 早期飞机。
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飞机防冰、除冰方法
五、电脉冲除冰Байду номын сангаас统
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二、机翼和尾翼结冰的影响 1）翼型阻力增加，升阻比降低 • 破坏原来的流线外形，使气流产生局部分离，增 大摩擦阻力和压差阻力。 • 结冰后阻力相对升力增加更快，升阻比降低，机 翼空气动力品质变坏。 2）临界迎角减小 失速提前且更猛烈。 3）飞机操纵性能恶化 • 低速飞行时有失速危险； • 机翼和尾翼严重结冰会引气飞机机械抖动，操纵 机构结冰可能会引起卡阻现象。
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一、翼面前缘防冰系统 B737NG机翼防冰系统 • 可在空中和地面工作。 • 起飞爬升阶段关闭，以 减少发动机引气。
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一、翼面前缘防冰系统 B737NG机翼前缘缝翼
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一、翼面前缘防冰系统 ERJ145尾翼
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五、驾驶舱风挡排雨系统 3. 永久性防水涂层 • 风挡最外层采用； • 并非无限寿命，与 使用次数和在风挡 上的压力有关。
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五、驾驶舱风挡排雨系统 4. 气动排雨系统 也称射流强风气流排雨系统，也 可做除冰、除雾手段。 利用发动机引气进行排雨，让发 动机引来的高温、高压空气吹过风挡 ，喷气形成一层空气屏障，阻止雨滴 落在风挡表面。 多用于军机。
一种高效节能除冰方法，通过发生电脉冲，使待除冰 区域产生高频振动，使冰脱落。 耗能低，仅为电热除冰系统的1/100~1/60。 目前未得到实际应用。
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防止飞机某些关键区域或部件结冰，在雨天飞行时，保 证驾驶舱风挡的干燥，使其不会防碍驾驶员视线。
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飞机结冰对飞行性能的影响
四、螺旋桨结冰的影响 • • • • 结冰情况与机翼类似，有时甚至比机翼更严重； 螺旋桨结冰后破坏了气动外形，增加翼型阻力，降 低螺旋桨效率； 结冰不对称、不均匀以及脱落会引起振动； 冰层脱落时，可能危及 飞机及发动机部件，可 能击穿蒙皮和气密舱。
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飞机防冰排雨系统
五、驾驶舱风挡排雨系统 几种机型民航客机排雨措施： 机型 A320 B737-300 B737-800 B747-400 B757 B767 B777 电动风挡刷 √ √ √ √ √ √ √ 排雨措施 防水涂层 √ √ √ √ √ √
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五、驾驶舱风挡排雨系统
1. 风挡刮水刷系统 • 电动或液压驱动； • 不能在干的风挡上使用。
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五、驾驶舱风挡排雨系统 2. 化学排雨剂系统 • 一般在大雨、高速飞行时使用； • 仅作用于机长风挡和副驾驶风挡（1号风挡）。 • 使用注意事项： • 不要在干燥的风挡上使用； • 小雨大风时不能使用； • 排雨剂管路不能受潮； • 浓排雨剂对蒙皮有腐 蚀作用，如落在蒙皮 上，需及时清洗。
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