汽油机节气门结冰机理的试验研究

借助于环境舱,模拟冬季严寒地区运行条件,进行了某车型的冬季车辆汽油发动机节气门结冰机理的试验研究。研究结果表明:冬季车辆运行期间,来自油气分离器的水蒸气在进气歧管内遇冷凝结成霜冻,聚集在部分负荷呼吸管进口周围并散布在附近歧管内壁面;停车后,来自缸内的高温辐射和热传导短期内快速推升进气歧管内温度致霜冻化水滴动,最终汇聚在下置式节气门体阀板后部区域,低温下持续一段时间后在节气门阀板周边结冰。导致发动机启动和运行时,节气门阀板因遇阻不能随发动机运行指令动作,达不到目标位置,形成发动机转速波动,严重时将导致车辆进入节气门断电跛行状态。

飞机防除冰机理及超疏水材料的机载应用

飞机表面结冰改变飞机的飞行动力学特性,严重威胁了飞行安全,因此飞机防除冰技术对于安全飞行有重要意义。首先,通过分析飞机结冰的基本原理、类型、影响等,介绍现有的防除冰技术的方法及优缺点对比,详细综述了超疏水材料的润湿性模型、机理等,同时对超疏水材料研究现状进行了全面综述并对其特定条件(超疏水特性失效)进行分析,特别指出了存在的问题和挑战。其次,在单一防除冰系统缺陷的基础上提出了复合型防除冰系统,并对几种复合防除冰系统进行介绍且将其与单一防除冰系统进行对比。此外,针对超疏水材料应用可能出现的问题,提出了一种回路热管+超疏水材料相结合的飞机防除冰系统。最后,就超疏水表面与复合型防除冰系统存在的问题进行分析与展望,认为主被动复合型防除冰系统具有良好的应用潜力。

3m×2m结冰风洞动力系统设计与应用

3m×2m结冰风洞是一种性能复杂、配套设备众多的大型特种风洞，主要用于解决飞机飞行过程中的结冰机理和防护问题，已经于2013年9月建成。动力系统采用单元串联式多电平高压变频器控制风扇电机驱动转子旋转，产生并控制试验段均匀气流，是开展各类试验必备的核心设备。介绍了动力系统控制流程，已经达到的技术指标，接着介绍了系统组成，调试、运行中解决的风扇电机防护、电机转速分辨率、高精度风速反馈等技术问题，列出了转速闭环控制主要测试数据。系统调试、应用表明：动力系统设计合理，功能完善，各项技术指标达到设计要求。

飞机结冰探测技术及防除冰系统工程应用

飞机结冰是飞行过程中所面临的严重安全隐患,不同气象条件下会产生各种不同的结冰类型。文章介绍了几种常见冰型、成冰机理及其对飞机结构和系统可能产生的危害程度,分析研究了目前国内外飞机结冰探测技术的现状和发展趋势,总结了各种防除冰措施在飞机上的应用和技术特点,并以波音777飞机防除冰系统设计为例,说明典型飞机结构防除冰系统设计的特点和功能。

基于疏水功能表面的飞机防覆冰机理研究进展

如何规避飞机结冰产生的飞行安全隐患一直是航空领域的重要问题。近年来,疏水材料表面被动防覆冰概念被提出并快速发展起来。首先介绍了在液滴冲击阶段防止表面结冰的机理及方法,系统综述了包括减少水滴与表面接触时间以及减少冰核形成时间的研究方案。又进一步介绍了液滴结冰后的防覆冰机理,综述了通过优化疏水表面性能及微纳结构形貌减小冰黏附力的研究进展。最后对疏水表面防覆冰的发展趋势进行了展望。

民机SLD结冰研究和适航验证的发展与挑战

为推动过冷大水滴(SLD)结冰适航验证工作的开展,首先从SLD异常结冰微观机理、结冰后飞行性能评估方法和SLD结冰安全防护技术3方面,系统综述了国内外对SLD结冰问题的研究进展;其次结合常规结冰条件下的民机结冰适航验证思路,对SLD结冰的适航验证方法进行了探索;最后,针对未来SLD结冰研究和适航验证工作面临的挑战,提出理论研究与工程实践相结合、加强临界条件验证能力建设、推动SLD结冰适航标准和程序修订的建议,以此突破SLD结冰研究和适航验证面临的瓶颈,解决民机研制和取证中的关键问题。

浅析结冰对飞机的危害及预防措施

飞机在飞行过程中穿云时某些气象条件下容易在机体结冰。飞机结冰后飞机的飞行性能会受到巨大影响进而威胁到飞行安全,本文对飞机在飞行中的结冰条件、结冰机理以及飞机防冰除冰的措施进行了分析。

桨叶除冰碳纤维加热组件温热特性试验技术研究

简要介绍了直升机桨叶防除冰技术发展现状,并对结冰机理、主要除冰方法和除冰传感器进行了阐述。对碳纤维加热组件温热特性试验中涉及的主要技术,如加热电源控制、试验测试和数据分析进行了详细介绍。最后对本次试验存在的不足和后续工作进行了分析。

基于图像处理技术界定微纳复合织构防覆冰性能

目的制备具有防覆冰性能的微织构表面,准确评价微织构表面的结冰性能。方法采用激光二次扫描方法,以铝合金为基底,构筑沟槽-凹坑型复合微织构表面,以水滴在其表面结冰过程的图像为对象,采用阈值法分割图像和背景,对提取出的图像进行形态学运算,通过分析水滴结冰过程中的轮廓变化规律,研究水滴结冰过程的状态变化,进一步界定水滴的结冰时间。结果纳秒激光一次扫描形成的沟槽结构,增加了试件表面的粗糙度,使铝合金表面接触角由54.4°提高到116.5°,实现了铝合金表面的疏水性能。而二次扫描构建的沟槽-凹坑复合微织构,形成了C^w-C^n接触模型,进一步提高了试件表面的疏水性,试件表面接触角增大至154.4°。超疏水表面成核能垒高,且沟槽-凹坑复合微织构捕获的空气降低了固液界面的热交换速度,是铝合金表面结冰时间由11s延长到551s的原因。图像处理方法准确界定了水滴在结冰过程中的三个阶段。采用Harris角点检测法,可以实现精确判断结冰完成时间,减小了肉眼判断结冰状态所带来的主观误差。结论纳秒激光二次扫描构筑的沟槽-凹坑复合微织构可以有效提高Al7075表面的疏水性,并延缓水滴在其表面的结冰时间。图像法处理提取的表面轮廓,为研究分析水滴在结冰过程中的状态变化提供了一种新思路。

风电机组叶片覆冰形成原因及覆冰防治概述

风电机组叶片覆冰对机组会产生诸多类型危害,必须采用有效的技术方式进行检测,从而对机组进行保护,并且及时触发叶片除冰系统的启动。

基于相界面数据交换的结冰多相传热过程研究

发动机结冰会对飞行安全造成影响,研究发动机结冰过程机理可以帮助提高飞行安全性能和完成适航验证。使用欧拉法计算了水滴运动过程,使用能量平衡法计算了结冰的多相传热流动过程,使用一维导热模型矫正了壁面导热过程,并提出了基于相界面导热平衡方程的数据交换模型。基于此模型进行了发动机进口部件的冰风洞实验数据数值验证,模拟计算最大结冰厚度与试验误差能够控制在10%左右。相界面数据交换模型能够对近壁的水膜流动和温度梯度进行精细化模拟,并且将用户自定义函数(UDF)与求解器进行流场参数的实时交换,经验证后表明该模型在计算结冰最大厚度时具有较好的精度。

光纤式结冰传感器探测沥青路面结冰过程

采用光纤式结冰传感器,利用凝冰实验室和高低温试验箱模拟路面结冰环境,测得了不同降水温度和路面温度条件下的路面结冰厚度和结冰完成时间以探测沥青路面的结冰过程。试验研究表明:采用光纤式结冰传感器测得电压-时间曲线主要分为2种类型,与结冰的厚度有关;路面结冰完成时间整体上随着路面温度的降低而减少,2℃以下的雨水温度在约-2℃的路面温度情况下,形成1 mm冰所需要的时间基本不超过10 min,能覆盖沥青路面的构造深度;结冰完成时间整体上随雨水温度增大而上升,4℃雨水在路面温度处于-1^-3℃条件下,形成6 mm以下冰的时间不会超过30 min。