結冰風洞

結冰風洞

結冰風洞(英:icing wind tunnel)是一種性能複雜的大型特種風洞,是研究飛機在結冰氣象條件下飛行時,不同部件迎風表面和探測儀器的機外感測部分的結冰形態、結冰容限及其防(除)冰技術的地面試驗設備。

基本介紹

  • 中文名:結冰風洞
  • 外文名:icing wind tunnel
  • 說明:性能複雜的大型特種風洞
  • 用途:研究飛機在結冰氣象條件下的狀態
  • 領域:航空航天
  • 意義:保障飛機安全飛行
相關研究,背景,意義,

相關研究

實踐表明,飛機結冰是飛機安全飛行的致命弱點之一,在世界軍、民用飛機失事案例中占60%以上。西方已開發國家建成十餘座這種風洞,而我國尚屬空白;早在上世紀70年代初,我國風洞人就開始蒐集資料,對結冰風洞進行探索性研究。
在飛機設計階段,通過結冰風洞試驗,可取得防(除)冰設計所必需的數據,即通過確定飛機各部件結冰形態的試驗,以確定結凍的冰形及其結冰區、結冰量和結冰速率,從而確定結冰容限及必須防凍的表面,為飛機防(除)冰提供安全設計的依據,確定防(除)冰系統的方案形式及最小需用功率。飛機防(除)冰系統完成設計和研製後,可在結冰風洞進行驗證試驗,即在結冰狀態檢查系統防(除)冰功能,判斷設計的正確性、合理性,並對飛機結冰探測儀器進行驗證試驗。
結冰風洞結冰風洞
通過結冰風洞還可以進行飛機結冰機理和模擬方法或縮尺定律的試驗研究,為確定縮尺模擬準則和發展數值計算方法提供依據;進行飛機防冰新概念和新型防(除)冰技術研究,可大大促進飛機防冰技術的發展。
結冰風洞試驗最重要的內容,是確定飛機的防(除)冰設計所需要的臨界冰型和結冰區的範圍,而要將臨界冰做成模型貼在飛機模型上進行風洞氣動力試驗,還要根據結冰對飛機性能的影響程度,確定該表面是否需要防(除)冰;對於確定的防冰區也要根據結凍的情況,來把握防凍的有效性和除冰時機等,因此,深入開展新概念新技術研究十分有益。
總之,結冰風洞是為保證飛機在結冰氣象條件下飛行安全、擴大現代軍用飛機在惡劣氣象條件下執行任務的能力,同時保障民用或通用飛機完成結冰適航合格審定、為適航取證提供依據性檔案的基本試驗裝置,是新機研製、特別是大型運輸機等研製必不可少的重要地面試驗設備,所以這方面研究已愈來愈得到各國的廣泛重視。

背景

飛機在低於冰點的溫度下飛行時,如果遇到含有過冷水滴的雲層,雲層中的水滴撞擊在飛機表面上,就會導致結冰。飛機結冰是飛行實踐中廣泛存在的一種現象,也是造成飛行安全事故的主要隱患之一。結冰會改變飛機的繞流流場,導致部件載荷分布發生變化,從而破壞空氣動力學性能,影響飛機的操縱性和穩定性,危害飛行安全,輕者會使安全飛行範圍減小,重者會導致機毀人亡的嚴重事故。自飛機發明以來,由於結冰而導致的空難時有發生,飛機結冰及其防護問題也一直是航空領域重要的研究內容。

意義

1、多功能結冰風洞是國家重大科技基礎設施項目,主要用於研究解決飛機飛行中的結冰和噪聲等問題。
2、風洞建成後,將填補中國在這一研究領域試驗設備的空白,形成我國研製先進的航空航天飛行器的試驗平台,成為飛機結冰研究、防除冰技術驗證和降噪技術研究的地面試驗中心,進一步提升空氣動力試驗與研究水平,為新一代大型客機等重大項目的研製提供有力支撐。
3、多功能結冰風洞的破土動工,也標誌著中國空氣動力研究與發展中心科研試驗新區進入實質性建設階段。新區建成後,將促進空氣動力事業的可持續發展,為推進中國經濟和國防建設發揮積極作用。

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