第10讲-飞机除冰防冰系统

Allrightsreserved明德任责致知力行飞机结构与系统张靠民呈贡校区公教楼337室Allrightsreserved明德任责致知力行绪论飞机结冰机理、形式及其影响飞机防冰除冰方法第十讲飞机防除冰系统Allrightsreserved明德任责致知力行2004年11月21日，东航云南分公司CRJ200飞机执行包头-虹桥航班，起飞1分钟后失去联系，在南海公园湖坠毁，机上6名机组、47名乘客全部遇难，地面死亡2人，共计55人。飞机未除冰机翼污染失速坠毁包头1121空难绪论Allrightsreserved明德任责致知力行1991年12月27日瑞典斯德哥尔摩MD-80飞机在起飞后坠毁–不正确/不彻底地除冰–发动机吞入冰块–升至3000英尺–双发失效绪论Allrightsreserved明德任责致知力行1992年3月22日，美国纽约福克F28-4000飞机在起飞时坠毁–在降雪条件下–第二次除冰后过度延误–未进行再次除冰27人死亡绪论Allrightsreserved明德任责致知力行航空器未按规定进行除、防冰等除、防污染作业起飞运输航空严重事故症候绪论Allrightsreserved明德任责致知力行绪论Allrightsreserved明德任责致知力行中国民航总局（CAAC）规定：飞机在起飞以前，飞机表面不允许有任何的冰、雪、霜。FederalAviationAdministration（FAA）TransportCanada（TC）：AEA：欧洲航空协会飞机组件上带有结冰沉积物时，该组件对于安全飞行是处于临界的，不应该派出或要求飞机飞行。国内外民航组织对防除冰的规定绪论Allrightsreserved明德任责致知力行一飞机结冰机理、形式及其影响飞机结冰：飞机在大气中飞行时，若大气呈现负温或机体表面呈现负温，并且飞行环境中含有水分，飞机部件表面上就会积聚冰层，这种现象为飞机结冰。1.1飞机结冰原理云中存在过冷水滴，过冷水滴是不稳定的，稍受震动，即冻结成冰。当飞机在含有过冷水滴的云中飞行时，如果机体表面温度低于0℃，过冷水滴就会在机体表面某些部位冻结，并聚积成冰层。受到了初激力；曲率变小；提供了冰核；超声波加速了自身形成冰核的过程。溶液冰点低；曲率大；物理结构上的区别；缺少冰核。Allrightsreserved明德任责致知力行明冰（ClearIce）：光滑透明、结构坚实。在0～-10℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成从冰的物理形态分类：毛冰（MixedIce）：表面粗糙不平，冻结得比较坚固，像白瓷，形成在温度为-5～-15℃的云中；雾凇（RimeIce）：不透明，表面粗糙。多形成在温度为-20℃左右的云中当过冷水滴在飞机表面迅速凝结时形成松脆的不透明的白色雾淞1.2飞机结冰形式根据结冰时的具体条件，飞机结冰可分为三种形式：干结冰：冰晶云沉积在飞机表面形成的冰层。凝华结冰：气态水直接冻结在飞机表面上形成的冰层。滴状结冰(或水滴结冰)：过冷水滴在飞机表面冻结成冰。常见形式且对飞机性能影响较大。一飞机结冰机理、形式及其影响Allrightsreserved明德任责致知力行一飞机结冰机理、形式及其影响Allrightsreserved明德任责致知力行一飞机结冰机理、形式及其影响实际飞行中，飞机是运动的，飞机表面温度并不等于环境温度。一般气流遇到飞机会出现一个减速增压的过程，使飞机表面温度上升。但在发动机的进气道附近，由于发动机转速很高，气流被加速吸入压气机。因此存在一个加速减压的过程，使温度低于环境温度。进气道中空气流速比飞行速度快得越多，则温度降低越多。飞行实践表明：一般情况下，环境温度等于或小于5℃时，发动机进气道入口处就有可能结冰。极限情况下，10℃时就有可能结冰。Allrightsreserved明德任责致知力行1.机翼和尾翼结冰2.发动机结冰3.螺旋桨结冰4.风挡结冰5.探头结冰6.污水排放结冰一飞机结冰机理、形式及其影响1.3飞机结冰的危害Allrightsreserved明德任责致知力行（1）机翼和尾翼结冰机翼结冰破坏了翼型形状，导致飞机升力减小，阻力增大；襟翼和缝翼卡阻，存在操作隐患。机翼前缘是重点防冰除冰区域。尾翼结冰破坏飞机的俯仰配平和俯仰操纵能力，也会增加飞机阻力。3毫米的积冰层能够造成升力减少约33%，失速速度增加约35%一飞机结冰机理、形式及其影响1.3飞机结冰的危害Allrightsreserved明德任责致知力行（2）发动机结冰的危害发动机进气道结冰：破坏进气道气动外形，混乱的气流进入压气机，可能引发喘振，降低推力；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。一飞机结冰机理、形式及其影响Allrightsreserved明德任责致知力行（3）.风挡结冰与危害风挡玻璃的透明度下降，驾驶员目视困难。（4）.探头结冰与危害降低空速、气压高度、升降速度等参数的测量精度，甚至失真和完全失效。（5）.天线结冰与危害天线装置结冰时，可能发生机械折断，使机上通讯和一些电子设备工作失效，中段与地面的联系等。一飞机结冰机理、形式及其影响Allrightsreserved明德任责致知力行飞行性能下降：空气动力性能恶化，降低飞机的安全性和操纵性。增加飞机重量：降低飞行效率。传感信号失真和指示失常：造成安全隐患。临界迎角下降：更容易失速。发动机效率下降：推力减小，甚至损坏发动机。一飞机结冰机理、形式及其影响Allrightsreserved明德任责致知力行7.结冰探测指示探冰灯探冰棒探测器一飞机结冰机理、形式及其影响Allrightsreserved明德任责致知力行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、乙二醇、异丙醇、乙醇等溶液及其混合液。（2）液体防冰利用机械的方法把冰破碎，然后由气流吹除，或者利用振动把冰除去。（1）机械式除冰二飞机除冰防冰方法2.1除防冰方式（3）电热防冰通电产生热量。用于较小部件的防冰，风挡、探头、排水口的防冰。（4）气热防冰热气除防冰，用于大面积防冰，如机翼和尾翼。Allrightsreserved明德任责致知力行空中飞行时每边机翼的内侧前缘缝翼由供气系统供给的热空气加温。气热防冰。2.2机翼防冰系统6个内侧前缘缝翼：加热对象；机翼防冰关断阀：热空气闸门；机翼防冰电磁阀：预冷器控制阀，防止地面防冰过热；控制台机翼防冰电门：起飞时关闭，保证发动机推力；地面过热保护电门：防止前缘过热，飞机在地面时工作。二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.2机翼防冰系统防冰控制面板：电门和阀门一致时，即电门在on位，阀门在开位，则指示灯暗亮，电门在off位，阀门在关位，则指示灯灭，其它位置则明亮。二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行机翼防冰管道：共有6机翼防冰过热伸缩管，分别对应6个内侧缝翼。热空气先进入机翼防冰供气管，经伸缩管进入缝翼喷射管，经喷射管壁面的小孔进入缝翼内部空腔，经缝翼底部小孔流出。二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.3发动机防冰系统发动机结冰区域：进气道整流罩一级压气机叶片发动机进气整流罩防冰系统。可在空中和地面工作。气源：发动起引气；预热部件：发动机整流罩内部空腔；二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.3发动机防冰系统控制：驾驶舱P5控制板。压力电门：管道下游压力不超过50PSI。达到65psiCOWLANTIICE灯亮。两级引气：5thand9th二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行防冰控制电门：ON，防冰阀打开，防冰系统工作。COWLVALVEOPEN暗亮；防冰控制电门：OFF，防冰阀关闭，防冰系统不工作。COWLVALVEOPEN熄灭；防冰控制电门和防冰阀位置不一致或者正在转换过程中时。COWLVALVEOPEN明亮；二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.4探头防冰系统电加温保护以下设备：①空速管②迎角探头(AOA)③总温(TAT)探头内置电阻式加热元件。二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.4探头防冰系统A、B两套控制系统：A:机长皮托管、左升降舵皮托管、左迎角探测器和总温探头。B:副驾驶皮托管、辅助皮托管、右升降舵皮托管、右迎角探测器和总温探头二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.5风挡防冰和侧窗除雾系统每一风挡防冰和驾驶舱侧窗除雾都由电加温来完成。二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行2.6风挡玻璃排雨系统两种方式：雨刷：1号玻璃排雨，驾驶舱控制面板。防雨剂涂层：疏水材料薄膜，透光、抗紫外线。定期清洗。二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行除冰:是指除去飞机表面附着的霜、冰、雪，以提供清洁外表的航空器的工作程序。防冰:是指提供在限定期间内防止飞机的某些表面形成霜、冰和积雪的保护措施的预防程序。2.7地面除防冰措施“防护”二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行常用分类：I型、II型，IV型主要成分:乙二醇除冰/防冰液只提供地面防冰使用，不能提供飞行中防冰I型液粘度低，保持时间较短，在使用时通常进一步稀释降低冰点。II、IV型液粘度较高，防护效果好，提供最大的防冰保护应在未经稀释的条件下使用。在任何情况下都不得在已经经过防冰处理的飞机表面防冰液薄膜上进一步覆盖防冰液，必须先对飞机表面进行除冰GB/T5355--201O/ISO11076:2006航空器地面除冰防冰液体法GB∕T20857-2012航空器非牛顿型除冰防冰液Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型GB∕T20856-2012航空器牛顿型除冰防冰液I型防冰液二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行东航设备公司STA8200除冰液回收车，真空辅助回收除冰车二飞机除冰防冰方法Allrightsreserved明德任责致知力行作业：P448:1、2、4、7