飛機(jī)結(jié)冰傳感器安裝位置

結(jié)冰傳感器的安裝直接決定了冰的探測(cè)效果,在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段往往要耗費(fèi)巨大的工作量來確定合適結(jié)冰傳感器安裝的位置。本文提出了一種高效確定結(jié)冰傳感器安裝位置的方法,其基本思路是采用數(shù)值計(jì)算的手段,獲得不安裝結(jié)冰傳感器飛機(jī)流場(chǎng)的水滴容積分?jǐn)?shù)分布;再根據(jù)水滴收集率的定義,得到結(jié)冰傳感器擬安裝區(qū)域不同位置的水滴收集率,并與機(jī)翼表面的水滴收集率對(duì)比;從保證傳感器可以起到預(yù)警作用的角度出發(fā),進(jìn)而給出傳感器的安裝位置.采用該方法對(duì)某型民航客機(jī)進(jìn)行了分析,給出了該型飛機(jī)適合安裝傳感器的區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,將傳感器加載到對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行數(shù)值仿真驗(yàn)證.仿真結(jié)果顯示:傳感器探頭處的水滴收集率與不加載傳感器時(shí)該位置的水滴收集率基本一致,均大于同等條件機(jī)翼上的*大水滴收集率,符合飛機(jī)的結(jié)冰防護(hù)需求.本文方法可普遍應(yīng)用于運(yùn)輸類飛機(jī)設(shè)計(jì),有效提高結(jié)冰防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率。

飛機(jī)在飛行中穿越含有過冷水滴的云層,過冷水滴撞擊在飛機(jī)表面,在撞擊區(qū)域附近很可能產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象。結(jié)冰廣泛存在于飛行實(shí)踐中,并對(duì)飛行**產(chǎn)生危害。飛機(jī)結(jié)冰傳感器是安裝于機(jī)體表面,用于偵測(cè)飛機(jī)是否進(jìn)入結(jié)冰環(huán)境的儀器設(shè)備,是飛機(jī)結(jié)冰防護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分。航空系統(tǒng)結(jié)冰傳感器種類眾多,按照安裝方式分類可分為２種:一種是傳感器探頭從飛機(jī)機(jī)體伸出,這種傳感器通常是安裝在機(jī)頭一側(cè);另一種是傳感器埋裝于易結(jié)冰部位,探頭與飛機(jī)表面(如機(jī)翼前緣)齊平.雖然第２種結(jié)冰傳感器測(cè)量更直接,但是僅有少數(shù)國(guó)外公司生產(chǎn),而且存在安裝麻煩、需耐受飛機(jī)表面防冰或除冰加熱時(shí)的高溫等不足,所以目前第１種傳感器仍然是主流.受空氣繞流的影響,結(jié)冰環(huán)境下飛機(jī)周圍流場(chǎng)中的水滴在空間分布不均勻.在近壁面的廣泛區(qū)域,存在無水區(qū),如果傳感器探頭處于這一區(qū)域,會(huì)探測(cè)不到結(jié)冰,導(dǎo)致漏報(bào).離壁面一定距離,又存在水滴聚集區(qū),該區(qū)域的水滴容積分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)高于周圍流場(chǎng),如果傳感器探頭始終在該區(qū)域,又會(huì)使得信號(hào)過于敏感,干擾飛行員的操作.好的結(jié)冰傳感器需要適用于不同的飛行狀態(tài),除了避免漏報(bào),還應(yīng)該在起到預(yù)警作用的同時(shí),避免傳感器的反饋過于敏感,出現(xiàn)虛警誤報(bào)的情況.因此,傳感器的安裝位置直接決定了冰的探測(cè)效果,在進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),需要專門研究.由于飛機(jī)上可安裝傳感器的區(qū)域眾多,且傳感器外形尺寸與飛機(jī)差距巨大,如果按照常規(guī)設(shè)計(jì)思路,把傳感器加載到飛機(jī)表面逐個(gè)位置進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,需耗費(fèi)巨大的工作量.目前國(guó)內(nèi)外對(duì)飛機(jī)結(jié)冰探測(cè)技術(shù)的研究依然十分活躍,但主要集中于新型結(jié)冰傳感器的研發(fā)及驗(yàn)證方面,關(guān)于如何確定結(jié)冰傳感器安裝位置方面的研究很少,僅有零星的公開報(bào)道。目前尚未形成系統(tǒng)的結(jié)冰傳感器位置確定方法及規(guī)范。針對(duì)該現(xiàn)狀,本文提出一種確定結(jié)冰傳感器安裝位置的方法,采用該方法對(duì)某型民航客機(jī)的結(jié)冰傳感器安裝位置進(jìn)行分析,并采用數(shù)值仿真手段進(jìn)行安裝效果驗(yàn)證,以獲得適合該型飛機(jī)的結(jié)冰傳感器安裝位置。