1、中国民航大学中国民航大学 Civil Aviation University of China 教学内容教学内容一、飞机翼面防冰飞机翼面防冰 二、飞机风挡防冰和除雨 一、飞机翼面防冰一、飞机翼面防冰1.1.飞机积冰的原理飞机积冰的原理 云中存在过冷水滴，过冷水滴不稳定的，稍受震动，即冻结成冰云中存在过冷水滴，过冷水滴不稳定的，稍受震动，即冻结成冰。2.2.飞机积冰的过程飞机积冰的过程 过冷水滴温度接近过冷水滴温度接近00：冻结蒸发再冻结：冻结蒸发再冻结 过冷水滴较小，温度接近过冷水滴较小，温度接近-20-20：直接冻结：直接冻结3.3.飞机积冰的基本条件飞机积冰的基本条件 气温低于气温低于00
2、，飞机表面的温度低于，飞机表面的温度低于00，和有温度低于，和有温度低于00的的水滴存在。水滴存在。温度等于或低于温度等于或低于1010，目视可见雾、雨、冻雨或冰晶等，或滑，目视可见雾、雨、冻雨或冰晶等，或滑行道上有积水、冰或雪等。行道上有积水、冰或雪等。4.4.飞机积冰的种类飞机积冰的种类明冰明冰透明坚硬的平滑冰层透明坚硬的平滑冰层.主要由飞机飞经单位体积内过冷的主要由飞机飞经单位体积内过冷的（较大）（较大）水滴多而大水滴多而大,过冷却的程度较小的云中时形成过冷却的程度较小的云中时形成.经常冻结在机翼经常冻结在机翼,螺旋桨或其他部分的前缘螺旋桨或其他部分的前缘,发展很快发展很快,不易破除不易
3、破除,对飞行危害较大对飞行危害较大.雾凇雾凇在云层中存在在云层中存在较小的水滴较小的水滴，或过冷却雾滴直接冻结在地物迎风面上的乳白色，或过冷却雾滴直接冻结在地物迎风面上的乳白色冰晶。冰晶。毛冰毛冰粒状或多孔的白色不透明冰层粒状或多孔的白色不透明冰层.主要由飞机飞经的云层中主要由飞机飞经的云层中大小水滴大小水滴同时存在同时存在,过冷却程度较大的云中时过冷却程度较大的云中时,在飞机上形成在飞机上形成.因结构较明冰为松因结构较明冰为松,一般较易破除一般较易破除.霜霜未饱和空气与飞机接触时，如果机身温度低于未饱和空气与飞机接触时，如果机身温度低于霜点温度霜点温度，水汽在机体表面直接，水汽在机体表面直接
4、凝华而成凝华而成(晴天从冷空气飞到暖空气容易结霜晴天从冷空气飞到暖空气容易结霜)明冰毛冰雾凇雾凇飞机上的雾凇飞机上的雾凇有试验表明，在机翼上表面每平方厘米有一个直径为1 mm2 mm的冰冻污染物颗粒（相当于盐颗粒的大小）能够造成升力减少33。冰形 槽状冰（角状冰）槽状冰（角状冰）结冰条件：结冰条件：环境温度环境温度0 0到到-7-7 过冷水滴直径较大过冷水滴直径较大 结冰特点：结冰特点：表面光滑，冰体透明，冰质细密，比重较大；表面光滑，冰体透明，冰质细密，比重较大；它沿翼型弦向分布较长，一般可达它沿翼型弦向分布较长，一般可达200300mm200300mm；冰与飞机表面的结合力很大。冰与飞机表
5、面的结合力很大。矛状冰（毛冰）矛状冰（毛冰）结冰条件：结冰条件：环境温度在环境温度在-15-15或更低或更低 过冷水滴直径较小过冷水滴直径较小 结冰特点：结冰特点：透明度差，多呈乳白色，无光泽，比重较小；透明度差，多呈乳白色，无光泽，比重较小；冰层沿弦向分布范围小，仅在翼前缘很窄的区域，尖如矛状冰层沿弦向分布范围小，仅在翼前缘很窄的区域，尖如矛状 中间冰中间冰（混合形冰）（界于两者之间）（混合形冰）（界于两者之间）飞机结冰的危害结冰部位危害机翼前缘尾翼前缘翼型阻力增加，导致升力下降，临界攻角下降；飞机操纵性降低。发动机进气道进气效率下降；发动机功率降低；发动机结构损坏。风档玻璃防碍机组人员视线
6、仪表探头导致仪表系统失灵飞机天线天线折断；系统失效给排水口系统功能丧失5.5.运输机常见结冰部位运输机常见结冰部位 迎风部位迎风部位 结构曲率半径小的迎风部位结构曲率半径小的迎风部位 机翼、尾翼前缘机翼、尾翼前缘 螺旋桨螺旋桨 风挡风挡 发动机进气口发动机进气口 空速管空速管 迎角传感器迎角传感器 6.6.飞机结冰的影响飞机结冰的影响 飞机气动性能恶化飞机气动性能恶化 风挡视界不清风挡视界不清 发动机功率下降发动机功率下降 有关仪表读数不准有关仪表读数不准 19941994年年1010月月3131日，当地时间约下午日，当地时间约下午4 4点，西蒙斯航空公司点，西蒙斯航空公司41844184航航
7、班，从印地安纳波里斯到芝加哥，飞机在有利于积冰的气象条班，从印地安纳波里斯到芝加哥，飞机在有利于积冰的气象条件下等待了件下等待了3030分钟，突然翻滚并从大约分钟，突然翻滚并从大约1000010000英尺的高度坠下，英尺的高度坠下，猛冲入猛冲入ROSELAWNROSELAWN附近的豆子地里，机上附近的豆子地里，机上6868人顷刻死去。人顷刻死去。7.7.防除冰系统的分类及应用部位防除冰系统的分类及应用部位 气动除冰气动除冰 机翼、尾翼前缘机翼、尾翼前缘 某些小型低速飞机采用某些小型低速飞机采用 液体防冰液体防冰 风挡、窗、雷达罩、螺旋桨桨叶和汽化器风挡、窗、雷达罩、螺旋桨桨叶和汽化器 气热防冰
8、气热防冰 机翼、尾翼前缘、发动机进气口机翼、尾翼前缘、发动机进气口 现代大中型运输机广泛采用现代大中型运输机广泛采用 电热防冰电热防冰 风挡、失速传感器、皮托管、排水管风挡、失速传感器、皮托管、排水管气动除冰气动除冰 翼面气动除冰原理翼面气动除冰原理 翼面前缘有除冰带；翼面前缘有除冰带；不除冰时，由真空系统产生一定真空度，除冰带不除冰时，由真空系统产生一定真空度，除冰带紧贴翼面保持翼形；紧贴翼面保持翼形；除冰时，给除冰带内充以一定压力的气体，除冰除冰时，给除冰带内充以一定压力的气体，除冰带鼓胀，破碎已结冰层并由气流吹走。带鼓胀，破碎已结冰层并由气流吹走。电脉冲除冰系统电脉冲除冰系统 系统组成：
9、脉冲发生器、程序器和感应器。系统组成：脉冲发生器、程序器和感应器。除冰原理：除冰原理：脉冲发生器产生电脉冲，它作用在感应脉冲发生器产生电脉冲，它作用在感应器上，使蒙皮产生作用时间很短的脉冲力，并产生器上，使蒙皮产生作用时间很短的脉冲力，并产生小振幅高频振动，很快将冰除去。小振幅高频振动，很快将冰除去。脉冲发生器程序器气动除冰（气动除冰（Kingair C90）气动除冰（气动除冰（Kingair C90）气热防冰气热防冰 翼面气热防冰原理翼面气热防冰原理 控制热空气进入翼面防冰腔，加热防冰部位，控制热空气进入翼面防冰腔，加热防冰部位，从而防止其结冰或除去其结冰从而防止其结冰或除去其结冰 。热空气
10、源热空气源 发动机引气发动机引气 APUAPU引气引气 废气加温器或燃烧加温器废气加温器或燃烧加温器 发动机防冰发动机防冰 结冰后破坏了进气道原来良好的气动外形，混乱的气流结冰后破坏了进气道原来良好的气动外形，混乱的气流进入压气机，导致发动机工作不稳定，可能引起发动机进入压气机，导致发动机工作不稳定，可能引起发动机出现喘振，推力下降；出现喘振，推力下降；进气道结冰还造成进气道截面积减小，进入发动机的空进气道结冰还造成进气道截面积减小，进入发动机的空气流量减小，推力进一步下降；气流量减小，推力进一步下降；飞行状态的变化或发动机喘振等可使积冰脱落，冰块随飞行状态的变化或发动机喘振等可使积冰脱落，冰
11、块随气流进入发动机，可能打坏叶片等部件，严重时甚至导气流进入发动机，可能打坏叶片等部件，严重时甚至导致发动机熄火。致发动机熄火。发动机进气道唇口发动机进气道唇口发动机进气道唇口积冰发动机进气道唇口积冰发动机防冰（气热防冰）飞机防冰排雨系统 每一发动机唇口都通过发动机压气机独立热引气防冰热引气防冰，此引气通过一两位(开/关)活门提供。活门由驾驶舱内的开关(每台发动机一个)控制。如果无气供给时(发动机不工作)，活门自动关闭。B737NGB737NG机翼机翼 风挡防冰风挡防冰每一风挡防冰和驾驶舱侧窗除雾都由每一风挡防冰和驾驶舱侧窗除雾都由电加温电加温来完成。来完成。风挡玻璃的透明度下降，驾驶员目视困
12、难。探头防冰探头防冰降低空速、气压高度、升降速降低空速、气压高度、升降速度等参数的测量精度，甚至失度等参数的测量精度，甚至失真和完全失效。真和完全失效。电加温电加温保护以下设备：保护以下设备：空速管空速管静压孔静压孔迎角探头迎角探头(AOA)(AOA)总温总温(TAT)(TAT)探头探头排水口防冰排水口防冰 天线防冰天线防冰结冰探测系统（如果安装的话）由机身前下部两个独立的探测器组成。在两块风档之间安装有一个外部目视探测器，这个外部目视探测器还集成有一个灯。（A320）结冰指示器结冰指示器安装于驾驶员容易看到的地方，当发现结冰后，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
13、。用人工方法接通防冰系统。探冰棒探冰棒探冰灯探冰灯飞机结冰探测飞机结冰探测1 1：驾驶员直观式：驾驶员直观式探冰棒探冰棒 振荡探冰法振荡探冰法 广泛应用于现代民航飞机，广泛应用于现代民航飞机，B747,777,空客空客320，330结冰灵敏度结冰灵敏度：当结冰信号器发出结冰信号时所需要的最小冰层厚度。探测原理：探测原理：利用传感元件结冰之后振荡频率发生变化来探测结冰信号。系统组成系统组成 压差式探冰法压差式探冰法 安装在发动机进气道内；安装在发动机进气道内；探测原理：利用结冰时，堵塞压差探测器进气口，丧探测原理：利用结冰时，堵塞压差探测器进气口，丧失冲压气流，造成探测器内部压力变化。失冲压气流
14、，造成探测器内部压力变化。同位素探冰法同位素探冰法 空客空客310 探测原理：利用积冰减弱射线的发射强度。探测原理：利用积冰减弱射线的发射强度。除冰系统除冰系统电子电子放大放大器器延时器延时器继电器继电器其他：螺旋桨电加温其他：螺旋桨电加温液体防冰系统液体防冰系统 这种系统不断向防冰表面供给防冰液，此防冰液与这种系统不断向防冰表面供给防冰液，此防冰液与飞机部件所收集的水混合，使其混合液的冰点低于飞机部件所收集的水混合，使其混合液的冰点低于表面温度，使水不致在表面上结冰。表面温度，使水不致在表面上结冰。可用作防冰液的有乙烯乙二醇、异丙醇、乙醇等。可用作防冰液的有乙烯乙二醇、异丙醇、乙醇等。教学内
15、容教学内容一、飞机翼面防冰 二、飞机风挡防冰防雾除雨飞机风挡防冰防雾除雨 飞机风挡防冰防雾飞机风挡防冰防雾 电热防雾电热防雾 电阻丝式电阻丝式 导电膜式导电膜式 气热防雾气热防雾 双层壁式双层壁式 外壁面喷射气流式外壁面喷射气流式热气源：发动机引气热气源：发动机引气运用：通过装在外表面底部的喷嘴喷射并吹拂整个风挡运用：通过装在外表面底部的喷嘴喷射并吹拂整个风挡 外表面外表面 物化法防雾物化法防雾 采用不易结雾的风挡玻璃材采用不易结雾的风挡玻璃材料、吸潮防雾、干燥气体壁防雾等。料、吸潮防雾、干燥气体壁防雾等。化学（液体）防冰化学（液体）防冰风档排雨风档排雨雨刷排雨雨刷排雨 动力动力 电力或液压。
16、电力或液压。控制旋钮控制旋钮 OffOff：关断；：关断；LowLow：低速；：低速；HighHigh：高速。：高速。ParkPark：停靠，将雨刷移动到视线以外。：停靠，将雨刷移动到视线以外。使用注意事项使用注意事项 干风挡不能使用，否则易使风挡表面发毛。干风挡不能使用，否则易使风挡表面发毛。风档排雨风档排雨雨刷排雨雨刷排雨 动力动力 电力或液压。控制旋钮控制旋钮 Off：关断；Low：低速；High：高速。Park：停靠，将雨刷移动到视线以外。使用注意事项使用注意事项 干风挡不能使用，否则易使风挡表面发毛。速度超过规定值时不能使用。风档排雨风档排雨排雨剂排雨剂 原理原理 将将排雨剂排雨剂喷
17、洒在风挡表面形成透明薄膜，使雨水打在喷洒在风挡表面形成透明薄膜，使雨水打在上面就象水银落到玻璃上一样成为水珠而被气流吹走上面就象水银落到玻璃上一样成为水珠而被气流吹走，避免形成不均匀水膜。，避免形成不均匀水膜。注意注意 与雨刷配合使用；与雨刷配合使用；干风挡上不要使用；干风挡上不要使用；小雨不要使用；小雨不要使用；一边先用，证实效果好，另一边才用。一边先用，证实效果好，另一边才用。风档排雨风档排雨气动排雨气动排雨 利用高压高温空气高速吹过风挡前表面形成空气屏利用高压高温空气高速吹过风挡前表面形成空气屏障，防止水滴、雪花等接触风挡。障，防止水滴、雪花等接触风挡。应用应用 少数小型高速喷气机。少数小型高速喷气机。缺点缺点 需要大量引气。需要大量引气。
