飞机结冰及其保护PDF电子书下载

第1章 飞机结冰概述 1

1.1 大气中云层的类型 1

1.1.1 层云 2

1.1.2 积云 2

1.2 云形成的要素 3

1.2.1 大气中的水蒸气 3

1.2.2 大气中水蒸气的分布 7

1.2.3 大气中水蒸气的相态变化 8

1.2.4 大气冷却 9

1.2.5 凝结核 14

1.3 云的物理性质及其表述方法 15

1.3.1 云高和云厚 15

1.3.2 水滴的物态 16

1.3.3 云层温度 16

1.3.4 云的含水量和水滴浓度 17

1.3.5 水滴尺寸 17

1.4 云的特性变化规律 18

1.4.1 过冷云特性随高度变化 18

1.4.2 过冷云特性随季节变化 19

1.4.3 过冷云特性随地理位置变化 19

1.4.4 云中液态水含量LWC 20

1.4.5 云中液滴尺寸分布MVD 20

1.4.6 云层中的其他水滴形态 21

1.5 过冷水滴和飞机结冰 23

1.5.1 过冷水滴 23

1.5.2 飞机结冰的原因 24

1.5.3 飞机结冰的主要形式 24

参考文献 25

第2章 飞机表面水滴撞击特性预测方法 27

2.1 部件表面的结冰区及结冰量 27

2.1.1 部件表面的水滴撞击特性 27

2.1.2 水滴溢流区及冰冻结系数 32

2.2 气流中水滴运动的微分方程 33

2.3 绕简单几何体流动时的水滴轨迹 40

2.3.1 绕正圆柱体流动的水滴运动轨迹 40

2.3.2 绕旋转椭球体运动的水滴轨迹计算 42

2.4 机翼翼型的水滴撞击特性计算 46

2.4.1 水滴轨迹计算 46

2.4.2 图解法求水滴撞击特性 50

参考文献 56

第3章 飞机结冰防护表面的热流分析计算 58

3.1 结冰表面传热 58

3.2 对流换热比热流及对流换热系数 59

3.2.1 圆柱－平板法求解表面对流换热系数 59

3.2.2 边界层积分法求解表面对流换热系数 61

3.3 表面水蒸发／冰升华散热热流 69

3.3.1 求解传质系数 70

3.3.2 求解绝对湿度 71

3.4 其他热流 73

3.4.1 边界层摩擦加热比热流 73

3.4.2 加热收集到的水所需比热流 73

3.4.3 表面上水冻结时的放热比热流 73

3.5 结冰表面温度 74

3.5.1 防冰所需比热流 74

3.5.2 结冰表面温度 74

3.6 经典的机翼表面结冰二维数学模型 75

3.6.1 各项热流的计算 76

3.6.2 Messinger模型的求解 77

3.7 机翼表面结冰冰形模拟 79

3.7.1 机翼表面结冰增长模拟 79

3.7.2 计算结果验证 80

参考文献 86

第4章 飞机结冰防护方法 88

4.1 液体结冰防护系统 88

4.1.1 防冰液需用量 89

4.1.2 防冰液的分配方法 91

4.2 机械结冰防护系统 93

4.2.1 膨胀管除冰系统 94

4.2.2 电脉冲除冰系统 95

4.3 热结冰防护系统 97

4.3.1 热气防冰系统 101

4.3.2 电热结冰防护系统 103

4.4 其他结冰防护技术 108

4.4.1 超疏水表面涂层结冰防护技术 109

4.4.2 微波结冰防护技术 109

4.4.3 超声波结冰防护技术 110

4.5 典型飞机结冰防护系统实例 111

4.5.1 美国波音737飞机的防冰系统 111

4.5.2 美国波音707飞机的防冰系统 114

4.5.3 空客A330飞机的防冰系统 119

参考文献 121

第5章 热气防冰系统设计与性能分析 123

5.1 热气防冰系统结构参数 123

5.1.1 笛形管结构参数 124

5.1.2 防冰腔结构参数 125

5.2 笛形管设计方法 126

5.2.1 笛形管设计流程 126

5.2.2 笛形管内空气流动参数计算 127

5.3 防冰腔的结构参数研究 134

5.3.1 几何模型 134

5.3.2 笛形管中心坐标（x，y）对表面温度分布的影响 136

5.3.3 射流孔角度θ对表面温度分布的影响 136

5.4 热气防冰系统性能分析 137

5.4.1 外部热问题计算 137

5.4.2 内部热问题计算 137

5.4.3 耦合计算表面温度 138

5.4.4 蒙皮表面温度计算举例 140

参考文献 142

第6章 结冰防护系统试验 144

6.1 试验目的及内容 144

6.2 试验方法 144

6.2.1 地面试验 145

6.2.2 高空飞行试验 148

6.3 主要参数测量方法 152

6.3.1 表面温度测量 152

6.3.2 液态水含量（LWC）测量 154

6.3.3 水滴直径（MVD）测量 158

6.4 结冰探测器 159

参考文献 161

第7章 飞机结冰适航验证方法 163

7.1 概述 163

7.2 世界各国的适航条例 164

7.3 飞机防／除冰适航性技术要求 165

7.4 飞机结冰适航审定程序 167

7.5 典型需防冰部件的结冰合格审定过程 169

7.5.1 机翼、垂直水平安定面的典型飞行中结冰审定过程 179

7.5.2 发动机进气系统的典型飞行中结冰审定过程 182

7.5.3 风挡的典型飞行中结冰审定过程 183

7.5.4 大气数据系统探头和传感器的典型飞行中结冰审定过程 183

7.5.5 天线、油箱、整流罩、立管、撑架和其他突出物典型飞行中结冰审定过程 184

7.6 典型需结冰防护部件的结冰合格审定的符合性方法 184

参考文献 185

附录 187