飛機結(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效果,在飛機設(shè)計階段往往要耗費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)值計算的手段,獲得不安裝結(jié)冰傳感器飛機流場的水滴容積分?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,并與機翼表面的水滴收集率對比;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.采用該方法對某型民航客機進(jìn)行了分析,給出了該型飛機適合安裝傳感器的區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,將傳感器加載到對應(yīng)位置進(jìn)行數(shù)值仿真驗證.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該位置的水滴收集率基本一致,均大于同等條件機翼上的*大水滴收集率,符合飛機的結(jié)冰防護(hù)需求.本文方法可普遍應(yīng)用于運輸類飛機設(shè)計,有效提高結(jié)冰防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計的效率。

飛機在飛行中穿越含有過冷水滴的云層,過冷水滴撞擊在飛機表面,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踐中,并對飛行**產(chǎn)生危害。飛機結(jié)冰傳感器是安裝于機體表面,用于偵測飛機是否進(jìn)入結(jié)冰環(huán)境的儀器設(shè)備,是飛機結(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機體伸出,這種傳感器通常是安裝在機頭一側(cè);另一種是傳感器埋裝于易結(jié)冰部位,探頭與飛機表面(如機翼前緣)齊平.雖然第２種結(jié)冰傳感器測量更直接,但是僅有少數(shù)國外公司生產(chǎn),而且存在安裝麻煩、需耐受飛機表面防冰或除冰加熱時的高溫等不足,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)境下飛機周圍流場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,會探測不到結(jié)冰,導(dǎo)致漏報.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,如果傳感器探頭始終在該區(qū)域,又會使得信號過于敏感,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,還應(yīng)該在起到預(yù)警作用的同時,避免傳感器的反饋過于敏感,出現(xiàn)虛警誤報的情況.因此,傳感器的安裝位置直接決定了冰的探測效果,在進(jìn)行飛機設(shè)計時,需要專門研究.由于飛機上可安裝傳感器的區(qū)域眾多,且傳感器外形尺寸與飛機差距巨大,如果按照常規(guī)設(shè)計思路,把傳感器加載到飛機表面逐個位置進(jìn)行設(shè)計分析,需耗費巨大的工作量.目前國內(nèi)外對飛機結(jié)冰探測技術(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,采用該方法對某型民航客機的結(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)行安裝效果驗證,以獲得適合該型飛機的結(jié)冰傳感器安裝位置。