复合材料热气防冰系统试验研究

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1、第3卷第2期航空工程进展Vo1．3No．22012年5月ADVANCESINAER0NAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGMay2O12文章编号：1674—8190(2012)02—213—05复合材料热气防冰系统试验研究沈东(上海飞机设计研究院环控氧气系统设计研究部，上海200232)摘要：为了进行复合材料热气防冰性能的研究，结合冲击射流和微通道强化换热，针对复合材料导向叶片提出了一种热气防冰系统。对给出的复合材料热气防冰系统进行了简易的冰风洞试验，在同一气流速度、防冰热气流量、平均水滴有效直径条件下，对不同防冰热气温度、外流冷气温度和液态水含量状态下的蒙皮外

2、表面温度进行了测量。结果表明：给出的复合材料热气防冰系统性能正常，能够满足防冰要求；比较了液态水含量、防冰热气温度和冷气温度对蒙皮外表面温度的影响，说明在本实验范围内液态水含量是影响蒙皮外表面温度的最大因素。关键词：复合材料；冰风洞试验；导向叶片；防冰系统；液态水含量中图分类号：V244文献标识码：ATestResearchOilCompositeMaterialHotAirAnti—icingSystemShenDong(EnvironmentControlSystemDepartment，ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，Sh

3、anghai200232，China)Abstract：Thisresearch，basedonjetimpingementandmicro—sizeheattransfer，bringsforwardacompositematerialleadingvanehotairantiicingsystem．Inordertoanalyzetheperformanceofthecompositemateriallead—ingvanehotairanti—icingsystem，testiscarriedoutinicingwindtunne1．Inthesameconditionsof

4、hotairflow，coldairspeedandmeanvolumedroplet(MVD)，theleadingvaneskintemperatureismeasuredindifferenthotairtemperatures，differentcoldairtemperatures，differentliquidwatercontent(LWC)conditions．Theresultindicatesthatcompositematerialleadingvanehotairanti—icingsystem’Sperformanceisnormalandcansatis

5、fytherequirementsofantiicing．ComparedwiththedifferentLWC，hotairtemperatureandcoldairtemperature，itisfindthatLWCisthebiggestaffectingfactoronvaneskintemperature．Keywords：compositematerial；icingwindtunneltest；leadingvane；anti—icingsystem；liquidwatercontent为防冰技术研究的一个重要方向。由于复合材料0引言和金属材料相比导热系数小、耐高温

6、性能差，这就结冰对飞机的飞行安全有极大的危害Ⅲ，翼型需要复合材料防冰系统比传统的防冰系统有更高的热效率，较低的防冰温度。目前现役民用飞机均前缘结冰后导致翼型前缘气流提前分离，最大升力系数、失速攻角大幅减小，阻力系数明显增加，因采用热气防冰系统，技术比较成熟，但都是金属材此防冰系统是必要的防护装置。随着复合材料在料，还未曾应用到复合材料上。本文从强化传热和民用飞机设计中的广泛应用E，复合材料防冰也成降低防冰热气温度的角度出发，把冲击射流和微通道换热应用到防冰腔设计中，提出了一种复合材料防冰腔结构，对其进行冰风洞试验。从性能上对复收稿日期：201l_0831；修回日期：2011-100

7、9合材料防冰系统进行研究，为以后复合材料防冰系通信作者：沈东，shendong@comac．CC统的工程应用提供帮助。214航空工程进展第3卷流体雾化喷嘴如图3所示，雾化特性如图4所示。试验原理和试验设备喷雾系统如图5所示。防冰热气由管式电炉加热，可以提供流量在0防冰技术的研究主要有数值模拟和冰风洞试～100kg／h，温度在20～250℃之间的防冰热气。验两种方法[4j，我国至今都没建成研究飞机结冰与管式电炉如图6所示。防除冰技术的冰风洞_5]。为了进行本次试验研究，