民航飞机的防冰排雨系统及维护方案

长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）1毕业论文（设计）二Ο一五年四月十七日民航飞机的防冰排雨系统及维护方案院系专业班级学号姓名指导老师院系航空装备维修工程学院专业飞机维修班级飞机1207学号20120016xxx姓名xx指导老师xx长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）诚信声明2诚信声明本人郑重声明：所呈交的大专毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文（设计）作者签名：xx2015年04月17日长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）摘要3民航飞机的防冰排雨系统及维护方案摘要：目前，随着全球经济的发展，航空业也在迅猛的发展。随着人流量的流动，飞机的安全一直是人们最关注的问题。本文主要叙述了民航飞机的防冰排雨系统。从飞机的结冰现象、条件展开来阐述结冰会对飞机的哪些主要部件造成影响并带来严重后果；结冰探测器的种类及工作原理、以及风挡玻璃的防冰排雨及控制中的问题，飞机防冰排雨系统的工作原理（热气防冰，电热防冰，化学溶液防冰，机械防冰以及地面除水、防雨装置)的应用。最后对防冰排雨系统提出维护方案。关键词：热气防冰；电热防冰；化学溶液防冰；机械防冰以及防雨装置长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）目录4目录诚信声明.............................................2摘要...................................................3目录...................................................4绪论...................................................7第一章飞机的结冰现象..................................91.1结冰的条件和类型..................................91.1.1结冰条件....................................91.1.2结冰类型.....................................91.2云的形成和分类....................................91.2.1云的形成....................................91.2.2云的分类....................................91.3飞机结冰的主要气象参数............................91.4结冰强度和结冰厚度................................91.5飞机结冰对飞行性能的影响..........................101.6机翼及尾翼结冰的影响..............................101.7发动机进气部件结冰影响............................101.7.1发动机进气部件结冰...........................101.7.2螺旋桨结冰..................................10长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）目录51.8风挡玻璃及探头结冰的影响.........................121.8.1风挡玻璃结冰...............................121.8.2测温测压探头结冰...........................12第二章结冰探测器种类及工作原理简介.....................132.1直观式...........................................132.1.1探冰棒......................................132.1.2探冰灯.....................................132.2自动式...........................................152.2.1震荡式结冰探测器...........................152.2.2压差式结冰探测器...........................162.3放射性同位素结冰信号器...........................16第三章风挡防雨、排雨及控制中的问题.....................173.1风挡玻璃的防冰方法...............................173.2风挡玻璃的防雾..................................173.3风挡玻璃排雨系统................................173.4排雨液..........................................173.5厌水涂层........................................183.6风挡刮水器.......................................183.7风挡防冰控制中的问题.............................19第四章民航飞机常用的防冰维护方案.......................204.1热气防冰..........................................20长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）目录64.2电热防冰.........................................224.3化学溶液防冰.....................................244.4机械除冰错误！未定义书签。4.5飞机的地面除冰...................................244.6飞机的防雨装置...................................25结论.................................................26参考文献...............................................27致谢.................................................28长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）绪论7绪论民用航空的航空业是交通运输业中的一个独立、充满活力的部门。自从1903年，莱特兄弟发明了飞机之后，航空业迅速发展壮大，取得了举世瞩目的巨大的成就。同时，航空业的安全逐渐成为人们关注的首要问题。也正因为如此，从航空器初期开始，航空业人士就一直特别关注这个问题，对可能产生并即将产生的危害抑制在萌芽状态，采取了一系列的管理规范和技术措施，大大降低了航空事件发生的频率和严重程度。飞机在大气中飞行时，只要遇到高湿度和低温两个条件，就可能结冰，结霜，起雾等。结冰对飞机性能、效率及安全的影响是多方面的。如结冰会增大阻力并减小升力，导致有害震动；会使大气压力仪表不能正常工作；使操纵舵面活动卡滞；危及无线电信号的接收与发射等。此外冰或雨水积聚在风挡玻璃上会影响驾驶人员的视线。所以防冰排雨系统对保证飞机的安全飞行至关重要。防冰和除冰主要是指在飞行中给飞机的机翼、尾翼、发动机进气道、螺旋桨、风挡玻璃、大气数据探头、供水排水管等部件防冰除冰。而在寒冷的天气条件下，很多情况下在飞机起飞之前，也需要给飞机的机翼和发动机进气道等关键部件除冰，以保证飞机的安全起飞。飞行中的防冰和除冰与地面除冰有着本质上的区别，前者通过飞机的防冰系统实现，后者则由地面机务人员按照规定的程序完成。目前大型民航客机上主要的防冰防雨系统有热气防冰，电热防冰，化学溶液防冰，机械防冰以及一些主要的防雨装置。长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）绪论8长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）第一章9第一章飞机的结冰现象1.1结冰的条件和类型1.1.1结冰条件：飞机在负温云层中飞行，或者在具有负温表面的飞机在无云的大气中飞行时，都可能在飞机表面发生结冰。飞机在大气中飞行，只要同时遇到水分和负温两个条件就会结冰，这是飞机结冰的本质。1.1.2结冰类型:⑴．干结冰——飞机在飞行时遇到冰晶云。⑵．凝华结冰——气态水不经过液态过程而直接冻结在飞机表面上。⑶．滴状结冰（主要形式）——大气中的过冷水滴撞击在飞机表面上结冰。这是飞机结冰的主要形式，对飞机的安全飞行危害最大。1.2云的形成和分类1.2.1云的形成：空气中的水蒸气由于冷凝成微小水滴而成。形成条件：水蒸气降温使水蒸气能够凝结成水滴的凝结核。1.2.2云的分类：按状态可分为层云和积云。层云分布范围广，飞机穿越层云时间长，结冰机会多。积云水滴尺寸大，飞机穿越积云时会结冰严重。1.3飞机结冰的主要气象参数飞机结冰量的多少，结冰范围的大小以及冰层的形状，主要取决于云层温度，液态水含量，水滴直径和云层范围。液态水含量：单位云体中所含液态水含量，含量越大，结冰越严重。水滴直径：影响结冰区域的大小，结冰形状。云层范围：影响飞机结冰的厚度。1.4结冰强度和结冰厚度结冰强度定义：冰在飞机部件表面上形成的速度，以每分钟冰增长的厚度表示。结冰强度分为：弱、中、强和极强四级。结冰厚度定义:在结冰条件下的全部飞行时间内，飞机表面所结冰层的最大厚度。结冰程度可以用相对结冰强度表示。即：飞机飞过单位路程时在飞机表面上的结冰厚度。（结冰强度/飞行速度）长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）第一章101.5飞机结冰对飞行性能的影响在结冰气象条件下飞行的飞机，若无防冰措施，飞机的所有迎风面都可能结冰。飞机结冰后，不仅增加了飞机的重量，而且破坏了飞机的气动外形，因而使得阻力增加，造成飞机操纵性能下降。传感器的结冰则会导致信号失真和指示失常。1.6机翼及尾翼结冰的影响机翼和尾翼是飞机产生升力的主要附件。结冰时，冰层主要聚集在翼面前缘部分。机翼和尾翼结冰后，将会引起翼形阻力增加，升力下降，临界迎角（失速迎角）减小，飞机的操作性和稳定性恶化。机翼尾翼结冰后，会造成飞机机械抖动。1.7发动机进气部件结冰影响1.7.1发动机进气部件结冰飞机在结冰气象条件下飞行时，涡轮喷气发动机的进气道前缘，发动机压气机前缘整流罩，第一级压气机前的导流叶片都有可能结冰。另外，由于气流在进气道加速，使温度下降，在环境温度的5-10℃的条件下会结冰。发动机进气道结冰，破坏了它的气动外形，使进气速度分布不均匀，气流发生局部分离，这会引起发动机压气机叶片的震动，造成压气机的机械损伤。1.7.2螺旋桨结冰螺旋桨为高速旋转部件，在结冰条件下飞行时，螺旋桨桨叶、整流罩均可能发生结冰。因为螺旋桨桨叶的形状实际上是扭曲了的机翼，因此结冰情况与机翼相似，甚至还严重。在桨叶的整个长度上都可能结冰，桨尖在冰的离心力作用下易脱落。螺旋桨结冰后破坏了它的气动外形、增加了翼形阻力，因而降低了螺旋桨的效率。螺旋桨结冰后，由于其不对称性，还会引起震动，当冰层脱落时，可能危及飞机和发动机部件，甚至有击穿蒙皮和气密舱的危险。长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）第一章11图1-1图1-2是发动机进气道除冰装置的开关示意图：图1-2长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）第一章121.8风挡玻璃及探头结冰的影响1.8.1风挡玻璃结冰飞机在结冰条件下飞行或当飞行高度突然下降时，驾驶舱正面风挡可能结冰或出现雾气，这时会降低玻璃的透明度，使目测飞行变得十分困难，对飞机的起飞和着陆产生不利的影响。1.8.2测温测压探头结冰飞机上装有空速管和多种测温、测压探头，它们也可能结冰。当测压口结冰使进气孔面积变小时，会使入口动压