无人机结构与系统课件：典型无人机环控系统分析与检查

典型无人机环控系统分析与检查任务目标：

熟悉飞机结冰的危险及除冰防冰方法的分类掌握典型无人机环控系统的原理分析方法能对无人机环控系统进行一般性检查典型无人机环控系统分析与检查除冰和防冰是无人机环控系统的主要功能之一，在进行系统检查前必须要清楚该机型除冰防冰原理，掌握关键部件的功能原理。若在一次检查时，环控系统上电后发现综检设备界面无防冰告警信号输出，此时应当怎样进行排查呢？典型无人机环控系统分析与检查1结冰的危害

飞机结冰是指飞机机体表面某些部位聚集冰层的现象。空中飞行时主要由云中过冷水滴或降水中的过冷雨碰到飞机机体后形成，也可由水汽直接在机体表面凝华而成。飞机在云中长时间飞行易导致结冰。飞机在地面时遇到以下气象条件时也能结冰：外界大气温度在5℃以下，存在可见潮气或在跑道上出现积水、雪水、冰雪的气象条件，或者外界大气温度低于10℃，外界温度达到或低于露点温度的气象条件。

典型无人机环控系统分析与检查1结冰的危害

机翼表面结冰会破坏气动外形、增加飞机重量，影响飞机升力；空速管、静压口等大气数据采集装置结冰后，还会使飞控无法获知准确的空速和高度信号，进而导致一系列错误操作；发动机唇口结冰会使进气道流场改变，使发动机的推力下降、功率降低，脱落的冰块可能会被卷入发动机内部，造成发动机的损坏；螺旋桨结冰一般位于桨叶根部，导致螺旋桨效率降低，不规则的结冰更导致不规则振动，发动机固定架变形损坏。典型无人机环控系统分析与检查防冰是系统持续工作以预防结冰，除冰是出现了结冰后再通过一些方法将冰去除。飞机除防冰通常包括以下五种方法：热气除防冰、电热防冰、机械能除冰、液体除防冰以及电脉冲防冰。防冰除冰系统的分类1、热气除防冰热引气防冰系统的优点是热源充足，常用于大面积区域的防冰。涡扇发动机飞机会从压气机进行引气，一般用于机翼前缘及发动机进气道唇口的防冰。活塞式飞机一般使用发动机排气的热交换器产生的热空气进行防冰。典型无人机环控系统分析与检查2、电热防冰电热防冰通过给加温元件通电，将电能转化为热能进行防冰。电热防冰主要用于不允许结冰而且耗电功率不大的部件，如大气数据探头、空速管等。3、机械能除冰机械能除冰系统也称之为气动带除冰或者膨胀管除冰。这种方式通过压缩空气使橡胶气囊短时间内充气膨胀，从而使冰层破裂，冰块被气流吹走。为了获得足够的除冰效果，飞行员必须等到冰层达到一定厚度后才能启动系统。通常情况下，橡胶气囊会反复充气，以此确保除冰效果。这种除冰方式的优点是消耗的能量较小，其缺点是改变了翼型增大了阻力。典型无人机环控系统分析与检查4、液体防冰液体防冰主要是用液体酒精作为防冻液喷射到螺旋桨或者风挡玻璃用以防冰，一般早期直升机用的较多。但它有一定缺点，比如防冰时间短，防冰液耗量大导致飞机重量增加等，这项技术一般用于早期飞机。5、电脉冲除冰电脉冲除冰系统将脉冲线圈安装在金属蒙皮下方，使用瞬间放电技术在金属蒙皮上形成电磁涡流场，从而产生瞬态电磁力，该电磁力导致蒙皮快速振动并使冰层发生形变而破裂或者脱落，最后由气动力和惯性力将残余的积冰去除。典型无人机环控系统分析与检查分析某无人机环控系统原理美国“全球鹰”高空长航时无人机环控系统采用综合热能管理构型，其原理如图所示。环控系统在工作过程中，气流引自发动机顶部的压气机引气阀，分别经过安装在发动机进气道下部两侧的燃油冷却器和热交换器，再经过压力调节和安全阀后，最终通过喷头给电子设备舱供气，从而实现设备舱的环境控制。它采用简单式空气循环制冷系统，发动机引气经过燃油热交换器进行冷却，充分利用燃油作为环控系统热沉,提供了飞机的能量利用率。传统飞机中环控系统、滑油系统、燃油系统等相互独立，各子系统能量不能互相利用，废热直接排出机外。综合热能管理系统能够避免