飞机结构与系统(第十章 防冰排雨系统)

1、南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 本章内容本章内容 飞机结冰对飞行性能的影响 飞机防冰、除冰方法 飞机防冰排雨系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院必要条件：必要条件： 水分水分+负温负温三种型式：三种型式：滴状结冰：过冷水滴滴状结冰：过冷水滴凝结结冰：凝华凝结结冰：凝华干结冰：冰晶云干结冰：冰晶云一、结冰概述一、结冰概述 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。南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院1）翼型阻力增加，升阻比降低）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，增破坏原来的流

2、线外形，使气流产生局部分离，增大摩擦阻力和压差阻力。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。翼空气动力品质变坏。2）临界迎角减小）临界迎角减小 失速提前且更猛烈。失速提前且更猛烈。3）飞机操纵性能恶化）飞机操纵性能恶化低速飞行时有失速危险；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。机构结冰可能会引起卡阻现象。二、机翼和尾翼结冰的影响二、机翼和尾翼结冰的影响南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院1）发动机进气部

3、件包括：）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。压气机前的导流叶片等。三、发动机进气部件结冰的影响三、发动机进气部件结冰的影响南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院2）进气道前缘特点：）进气道前缘特点： 类似机翼结冰情况，但有其特殊性：类似机翼结冰情况，但有其特殊性： 结冰区域比机翼大；结冰区域比机翼大；由于气流在进气道由于气流在进气道 内加速，温度下降，内加速，温度下降， 所以环境温度为正温所以环境温度为正温 （如（如510度）时也可度）时也可 能结冰。能结冰。三、发动机进气部件结冰的影响三、

4、发动机进气部件结冰的影响南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院3）发动机进气部件结冰的影响）发动机进气部件结冰的影响破坏它们的气动外形；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；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转子动平衡，造成振动，甚至导致发动机轴承损坏；损坏；脱落的冰块随高速气流进入压气机，打在叶片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

5、。上可能造成压气机的损坏。三、发动机进气部件结冰的影响三、发动机进气部件结冰的影响南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院结冰情况与机翼类似，有时甚至比机翼更严重；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；低螺旋桨效率；结冰不对称、不均匀以及脱落会引起振动；结冰不对称、不均匀以及脱落会引起振动；冰层脱落时，可能危及冰层脱落时，可能危及 飞机及发动机部件，可飞机及发动机部件，可 能击穿蒙皮和气密舱。能击穿蒙皮和气密舱。四、螺旋桨结冰的影响四、螺旋桨结冰的影响南京航空航天大学民航学院南京航

6、空航天大学民航学院驾驶舱风挡结冰或起雾会降低风挡透明度，使目视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；飞行困难；飞机上装有空速管和各飞机上装有空速管和各 类测温、测压探头，结类测温、测压探头，结 冰会引起这些测量信号冰会引起这些测量信号 的误差或错误，产生不的误差或错误，产生不 安全隐患。安全隐患。五、风挡、测温测压探头结冰的影响五、风挡、测温测压探头结冰的影响南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 利用气动力使冰破碎，借助高速气流将冰利用气动力使冰破碎，借助高速气流将冰吹掉。吹掉。 膨胀管除冰装置。膨胀管除冰装置。结构简单，消耗空气流量小；结构简单，消耗空气流量小；改

7、变了翼型，增大了阻力；改变了翼型，增大了阻力；应用于早期低速飞机。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。当热引气不足时可做替代的防冰措施。 C-130J一、机械除冰系统一、机械除冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 通过向加温元件通电产生热量，使冰融化。主要应用通过向加温元件通电产生热量，使冰融化。主要应用 于于小面积、小部件的防冰，如：空速管、迎角探测器、总温探小面积、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。头、水管、驾驶舱风挡、螺旋桨等。二、电热防冰系统二、电热防冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 一

8、种物理防冰方法，借助某种液体（防冻液）减小冰与一种物理防冰方法，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。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）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。机少用。三、液体防冰系统三、液体防冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 热源充足，能量大，常用于机翼、尾翼、发动机唇口热源充

9、足，能量大，常用于机翼、尾翼、发动机唇口大大面积防冰。面积防冰。 热空气来源：热空气来源：发动机压气机引气发动机压气机引气 现代民航飞机多采用。现代民航飞机多采用。发动机排气热交换器发动机排气热交换器 应用于活塞发动机。应用于活塞发动机。燃烧加温器燃烧加温器 早期飞机。早期飞机。四、热空气防冰系统四、热空气防冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 一种高效节能除冰方法，通过发生电脉冲，使待除冰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。区域产生高频振动，使冰脱落。 耗能低，仅为电热除冰系统的耗能低，仅为电热除冰系统的1/1001/60。 目前未得到

10、实际应用。目前未得到实际应用。五、电脉冲除冰系统五、电脉冲除冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 防止飞机某些关键区域或部件结冰，在雨天飞行时，保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。证驾驶舱风挡的干燥，使其不会防碍驾驶员视线。南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院B737NG机翼防冰系统机翼防冰系统可在空中和地面工作。可在空中和地面工作。起飞爬升阶段关闭，以起飞爬升阶段关闭，以减少发动机引气。减少发动机引气。一、翼面前缘防冰系统一、翼面前缘防冰系统南京航空航天大学

11、民航学院南京航空航天大学民航学院B737NG机翼前缘缝翼机翼前缘缝翼一、翼面前缘防冰系统一、翼面前缘防冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院ERJ145尾翼尾翼一、翼面前缘防冰系统一、翼面前缘防冰系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院发动机压气机引气加温。发动机压气机引气加温。二、发动机整流罩防冰二、发动机整流罩防冰南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院皮托管皮托管 （空速管）（空速管）电阻式电加温器电阻式电加温器三、大气数据探头防冰三、大气数据探头防冰南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院迎角探测器迎角探测器 （AOA）电阻式电加温器电阻式电

12、加温器三、大气数据探头防冰三、大气数据探头防冰南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院大气总温探头大气总温探头 （TAT）电阻式电加温器电阻式电加温器三、大气数据探头防冰三、大气数据探头防冰南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 通过嵌在风挡的加温电通过嵌在风挡的加温电阻实现防冰除雾。阻实现防冰除雾。防冰外层防冰外层除雾内层除雾内层四、驾驶舱风挡的防冰和除雾四、驾驶舱风挡的防冰和除雾南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 小型飞机：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。挡打蜡的方法。大型

13、高速飞机：大型高速飞机：风挡刮水刷系统风挡刮水刷系统化学排雨剂系统化学排雨剂系统永久性防水涂层永久性防水涂层气动排雨系统气动排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 1. 风挡刮水刷系统风挡刮水刷系统电动或液压驱动；电动或液压驱动；不能在干的风挡上使用。不能在干的风挡上使用。五、驾驶舱风挡排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 2. 化学排雨剂系统化学排雨剂系统一般在大雨、高速飞行时使用；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（仅作用于机长风挡和副驾驶风挡（1号风挡）。号风挡）

14、。使用注意事项：使用注意事项：不要在干燥的风挡上使用；不要在干燥的风挡上使用；小雨大风时不能使用；小雨大风时不能使用；排雨剂管路不能受潮；排雨剂管路不能受潮；浓排雨剂对蒙皮有腐浓排雨剂对蒙皮有腐 蚀作用，如落在蒙皮蚀作用，如落在蒙皮 上，需及时清洗。上，需及时清洗。五、驾驶舱风挡排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 3. 永久性防水涂层永久性防水涂层风挡最外层采用；风挡最外层采用；并非无限寿命，与并非无限寿命，与 使用次数和在风挡使用次数和在风挡 上的压力有关。上的压力有关。五、驾驶舱风挡排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统南京航空航天大学民航学院南京航空航

15、天大学民航学院 4. 气动排雨系统气动排雨系统 也称射流强风气流排雨系统，也也称射流强风气流排雨系统，也可做除冰、除雾手段。可做除冰、除雾手段。 利用发动机引气进行排雨，让发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，喷气形成一层空气屏障，阻止雨滴落在风挡表面。落在风挡表面。 多用于军机。多用于军机。五、驾驶舱风挡排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院 几种机型民航客机排雨措施：几种机型民航客机排雨措施：五、驾驶舱风挡排雨系统五、驾驶舱风挡排雨系统机机 型型排排 雨雨 措措 施施电动风挡刷电动风挡刷防水涂层防水涂层排雨剂排雨剂A320B737-300B737-800B747-400B757B767B777南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学民航学院驾驶员直观式驾驶员直观式 安装于驾驶员容易看