补充章节飞机系统其他常用传感器介绍.doc

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1、补充章节飞机系统其他常用传感器介绍一、除冰系统1.除冰系统探测器对飞机结冰现象的探测主要依靠结冰信号器,该类信号器依据产品外形可以分为外伸式和内埋式两种。根据所采用的关键技术可以分为放射线技术、热交换技术、谐振技术、磁滞伸缩技术、导电环技术等。放射线技术传感器:利用安装在信号器内的放射元素锶90的放射性来工作的。当没有冰层沉积时,放射线发出的电子束全部被吸收管吸收形成电子负压,使晶体管处于非导通状态。当出现冰沉积时,部分电子被冰层吸收,使得到达吸收管的电子束减少,电压升高,晶体管导通而发出结冰告警信号。热交换技术传感器:利用一个恒定功率热源向热敏元件加温,同时测量并不断比较热敏元器件上不同

2、点位之间的增温速率,温差变化越大说明结冰的可能性和冰层厚度越大。谐振技术传感器:利用线圈中的电磁激励原理使传感器中的弹性敏感元器件产生机械谐振,当有冰层沉积时,弹性敏感元件就会发生刚度变化而引起振动频率改变,从而给出结冰告警信号。磁滞伸缩技术传感器:利用电磁振动原理将传感器设计在一个固定频率点进行超声振动,当有结冰沉积时,其振动频率相应改变,变化达到一定程度时就出现告警信号。导电环传感器:利用电桥电路中的测温电阻在低温下的阻值变化引起电桥电路的不平衡,使导电环接通或断开而给出告警信号光纤式传感器：该类传感器是利用光的发射与接收原理,通过在光纤中传播的发射光被接收后的信号强弱来判断结冰的严重

3、程度。其具备以下优点:灵敏度高,能够探测出0.1mm以下冰层厚度;预警时间短,预警响应时间不大于2s;探测范围宽,最大探测冰层厚度超过5.0mm;具有冰型判别功能,能够实现结冰告警,进行除冰效果判断,实现对飞机结冰的控制管理。缺点是体积较大,并易受强光干扰。最新发展方向：欧美等航空技术先进的国家已经在研发基于神经元网络技术的飞机结冰探测系统,还计划将气象信息与飞机姿态信息相综合,构成结冰安全自动控制和管理的飞行员专用信息系统。2．除冰技术飞机上的主要除冰区域有机翼、尾翼、发动机进气道、螺旋桨、风挡玻璃和测温、测压探头。根据这些部位的不同和除冰所需能量的大小，因而对不同区域有不同的除冰方法。

4、根据除冰所采用能量形式的不同，常用的除冰方式可分成机械除冰，液体除冰，热空气除冰和电热除冰。1)机械除冰除冰系统未工作，膨胀管维持气动外形，允许结冰。除冰系统工作，中央膨胀管首先充气，使冰破裂。中央膨胀管排气后，两侧膨胀管充气，抬起冰块，由气流吹除冰块。机械除冰方法就是利用气动力把冰破碎，然后借助高速气流将冰除掉。最早出现的机械除冰系统为膨胀管除冰系统。如右图(图8)所示，该方法是利用飞机部件前缘表面上膨胀管的膨胀作用，使其外表面冰层破碎而脱落的一种机械除冰方法。膨胀管除冰系统一般由空气泵、控制阀、卸压阀、输气管和膨胀管等组成。膨胀管常由涂胶织物制成。用于机翼、尾翼前缘的膨胀管通常有展向、

5、弦向两种布置形式。当膨胀管充气时，管子凸出，使冰破裂，然后经气流吹走。除冰后，膨胀管收缩，以保持一定的气动外形。图8膨胀管工作示意气动除冰罩的优点是工作可靠、节省能量，但它却有一个致命的弱点，即它的阻力大，不适于高速飞行的飞机，并且启动除冰罩除冰时不可能进行的很彻底，将会有一些残留冰，这将使阻力增加，进而破坏飞机原有的气动外形。所以现代高速飞机上很少采用这种系统，只有在个别机种的雷达罩除冰时才采用这种方法。2)电脉冲除冰程序器脉冲发生器供电装置蒙皮感应器电脉冲除冰基本原理是采用电容器组向线圈放电，由线圈产生强磁场，在置于线圈附近的导电板(即目标物)上产生一个幅值高、持续时间极为短暂的机械力

6、，使冰发生破裂而脱落。如图9所示。图9电脉冲除冰系统用薄铜带绕制而成的脉冲线圈放在蒙皮内侧并与蒙皮保持一小间隙，此间隙能保证在脉冲力作用下蒙皮产生衰减振动时不至于与线圈相撞。线圈用支架固定在梁或墙上，并以小电感、低电阻的电缆与电容器相连。电容器在充电装置作用下充以高达千伏的直流电，充电后的电容器组与线圈组成的电路由晶闸管（可控硅）进行导通。导通后，贮能电容器向线圈瞬间放电，在线圈周围建立起迅速形成并快速衰减的电磁场。此磁场使金属蒙皮内产生涡流，脉冲线圈与飞机蒙皮间产生一最大为数百牛顿、作用时间却不足0.1ms的脉冲力。在该力作用下蒙皮发生小振幅（0.1mm左右）、高加速度（最大可达1000

7、0g）的衰减振动。蒙皮先加速后减速的剧烈运动使其表面的冰层剥离、粉碎并弹走，其除冰性能远优于其它各种除冰方法。为了减少耗能，可用两次或三次连续脉冲来清除蒙皮表面上的冰，它与单次脉冲除冰相比可节能40%左右。两次脉冲之间的时间间隔由贮能电容器的充电时间来决定（一般为数秒钟）。电脉冲除冰系统的主要优点具体如下：a)系统工作温度范围大，可在0℃—-50℃的外界环境温度下工作；b)所需能量少。它所需要的能量仅为周期性电除冰系统的