直升机防结冰

更新时间:2021-10-12      作者:admin      人气:2
  直升机的结冰问题主要在旋翼上。当旋翼上有冰时,会改变旋翼的气动外形,增加旋翼的重量和质量分布,掉落下来的冰块还有可能会砸坏其他设备,这些因素都会影响到飞行的安全。

  直升机防冰除冰技术的目的之一,是采取措施使得过冷水滴不能在旋翼桨叶上凝结成冰,这叫防冰。之二是除冰措施,在除冰过程中允许结一定厚度的冰,然后除冰。

  飞机防冰除冰技术种类很多,但旋翼防冰除冰与飞机机翼、机体表面、进气道和气动舵面等其他部位相比,有其特殊性,因为旋翼是一个具有大表面积的转动部件,同时向旋翼输电有技术困难。因此能应用在旋翼上的防冰除冰技术从目前来看主要包括电热防冰除冰技术,气热防冰技术,气动带除冰技术和液体防冰技术。

  电热防冰除冰技术:该技术的原理是将电能转变为热能,加热部件的待防护表面,使其不结冰。电热防冰系统一般由电源、选择开关、过热保护装置,及电加热元件等组成。选择开关有“手动”、“自动”等位置,当位于“自动”位置时,飞机结冰传感器感受结冰电讯号,自动接通或断开系统电源。过热保护装置(包括温度传感头和继电器)用来防止部件表面蒙皮过热而变形。电加热元件将电能转变为热能,对部件表面加热、除冰。以美国“黑鹰”直升机为例,它在四片主桨叶上设置了4个电加热区,通过在桨叶上敷设电阻丝来进行加热,这些电阻丝编制成加热垫,装在主旋翼和尾桨表面下方,放在一个经过稳固化处理的织物存放装置内。“黑鹰”的电加热系统,有半自动、自动等模式,飞行员可以根据环境进行选择,在更易结冰的地区飞行,就选择加热时间更长,间隔时间更短的模式,这样就可以更有效防止结冰。

  气热防冰技术:气热防冰是利用热空气加热飞机部件的待防护表面。活塞式发动机的飞机,多用汽油加温器等加热冲压空气作热气源;喷气发动机的飞机包括直升机在内,一般从发动机压气机内引气作热气源。被引出的热压缩空气流过流量限制器、单向活门、防冰控制阀,输入表面加热器,对部件表面加热以防冰。

  气动带除冰技术:该技术又称“膨胀管除冰技术”。它的原理是利用飞机部件前缘表面上膨胀管的膨胀作用,使其外表面冰层破碎而脱落的机械除冰技术。该技术系统由空气泵、控制阀、卸压阀、输气管及膨胀管等组成。膨胀管常由涂胶的织物制成。用于旋翼、尾桨前缘的膨胀管通常有展向、弦向两种形式。周期地使膨胀管充气而膨胀,卸压而收缩,从而使冰层破裂,脱离表面,然后被气流吹去。

  液体防冰技术:液体防冰就是向部件防护表面喷射防冻液,与撞击在蒙皮表面上的过冷水滴混合,使液体凝固点低于蒙皮表面温度而不结冰。通常采用连续喷射防冻液的防护方式,有时也用周期性喷液的方式。液体防冰系统一般由贮液箱、泵、过滤器、控制装置、输液管及液体分配器等组成。常用乙烯乙二醇、异丙醇、乙醇、甲醇等低凝固点的液体作防冻液。在泵的压力作用下,防冻液经液体分配器被均匀地送至部件表面。直升机旋翼所采用的液体防冰技术与固定翼飞机相比显得与众不同,它是在旋翼根部设置防冰液喷孔,然后利用直升机旋翼旋转产生的离心力将防冰液甩到桨叶、旋翼前缘表面。

  从当前情况看,气动带除冰和液体防冰技术始于20世纪三、四十年代,属于最早期的防冰除冰技术,但因膨胀管充气时对飞机气动性能影响较大,目前已很少使用。而最晚兴起的电热防冰技术,已成为现代直升机旋翼防冰除冰技术发展的主流。