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气动除冰飞机结冰风洞试验技术

高郭池 李保良 丁丽 王梓旭 倪章松

高郭池, 李保良, 丁丽, 等. 气动除冰飞机结冰风洞试验技术[J]. 实验流体力学, 2019, 33(2): 95-101. doi: 10.11729/syltlx20180064
引用本文: 高郭池, 李保良, 丁丽, 等. 气动除冰飞机结冰风洞试验技术[J]. 实验流体力学, 2019, 33(2): 95-101. doi: 10.11729/syltlx20180064
Gao Guochi, Li Baoliang, Ding Li, et al. Icing wind tunnel test technology for pneumatic de-icing aircraft[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2019, 33(2): 95-101. doi: 10.11729/syltlx20180064
Citation: Gao Guochi, Li Baoliang, Ding Li, et al. Icing wind tunnel test technology for pneumatic de-icing aircraft[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2019, 33(2): 95-101. doi: 10.11729/syltlx20180064

气动除冰飞机结冰风洞试验技术

doi: 10.11729/syltlx20180064
详细信息
    作者简介:

    高郭池(1966-)男, 山东郓城人, 高级工程师。研究方向:飞行适航审定技术、噪声适航审定技术、除防冰适航审定技术。通信地址:辽宁省沈阳市大东区小河沿路3号(110043)。E-mail:gaogc@syacc.org

    通讯作者:

    高郭池, E-mail:gaogc@syacc.org

  • 中图分类号: V271.1;V211.73

Icing wind tunnel test technology for pneumatic de-icing aircraft

  • 摘要: 民用飞机为获得型号合格证,应按照有关结冰适航规章条款进行结冰适航验证,结冰风洞试验是获取临界冰形的有效途径。本文以Y12F飞机结冰风洞试验实际工程过程为例,总结与分析了气动除冰飞机结冰风洞试验的模型设计、气动除冰套模拟、试验状态转换、试验流程、冰形测量等关键技术,并给出代表性试验结果。试验结果表明:在典型最大结冰条件下,除冰套工作正常,除冰套循环工作期间正常除冰;除冰套工作间歇,机翼前缘结冰表现为前缘形成较为光滑、厚度约为5~6mm的冰帽,上翼面产生1道高度为3~4mm的冰脊,下翼面形成3道2~4mm的冰脊。
  • 图  1  结冰风洞示意图

    Figure  1.  Icing wind tunnel layout

    图  2  试验段转盘及观察窗口

    Figure  2.  Rotary table and observation window of the test section

    图  3  结冰风洞控制台

    Figure  3.  Icing wind tunnel control stationS

    图  4  模拟试验装置示意图

    Figure  4.  Diagram of simulated test setup

    图  5  除冰试验模型及供气装置

    Figure  5.  Pneumatic de-icing test model and air supply debice

    图  6  新旧式除冰套对比示意图

    Figure  6.  Comparison of new and old de-icing boots

    图  7  除冰套模型压力曲线与除冰套原型压力曲线对比

    Figure  7.  Comparison between the pressure curve of de-icing boot model and the pressure curve of prototype de-icing boot

    图  8  “L”形描图笔

    Figure  8.  "L" type graphic pen

    图  9  冰形测量位置

    Figure  9.  Ice shape measuring position

    图  10  冰形表面粗糙度(右)与砂纸(左)对比照片

    Figure  10.  Comparison of the roughness between the ice shape surface (right) and the sandpaper (left)

    图  11  机翼模型前缘

    Figure  11.  Leading edge of wing model

    图  12  机翼模型上表面

    Figure  12.  Upper surface of wing model

    图  13  机翼模型下表面

    Figure  13.  Lower surface of wing model

    图  14  机翼模型冰形描绘图

    Figure  14.  Illustration for ice shape of wing model

    表  1  试验状态等效变换方法

    Table  1.   The scaled method on test conditions

    Test parameter Modified Ruff
    cs User selects
    Tst, s Φs=ΦR
    Vs User selects (typical)
    MVDs K0, s=K0, R
    LWCs n0, s=n0, R
    τs As=AR
    pst, s θs=θR
    下载: 导出CSV

    表  2  试验状态等效变换结果

    Table  2.   The scaled results on test conditions

    c/inch Tst/℉ V/knots δ/μm LWC/(g·m-3) t/s β0/% A n0 b Φ θ
    参考值 44.56 21.0 301 20.0 0.51 60 0.66 0.14 0.07 0.54 5.88 2.16
    等效变换值 44.56 24.5 170 25.4 1.40 40 0.66 0.15 0.1 1.07 5.88 8.96
    下载: 导出CSV

    表  3  结冰风洞试验的等效模拟试验状态

    Table  3.   Scaled test conditions of icing wind tunnel test

    No. LWC/
    (g·m-3)
    MVD/
    μm
    Static air temperature/ Flight profile Air speed/
    knots
    Inflation pressure/
    psig
    Boot cycle time/
    s
    CCAR25 appendix C maximum conditions Objective of simulation run/remarks
    1 0.53 17 14.0 -10.0 Takeoff 89 18 60 Continuous Intercycle
    2 0.53 17 14.0 -10.0 Landing 69 18 60 Continuous Intercycle
    3 0.51 20 21.0 -6.1 Landing 69 18 60 Continuous Intercycle
    4 0.60 35 21.0 -6.1 Climb 139 18 60 Continuous Residual
    5 0.68 15 21.0 -6.1 Descent 169 18 60 Continuous Intercycle
    6 0.85 30 -0.5 -18.1 Cruise 170 18 60 Intermittent Residual
    7 0.88 38 17.5 -8.1 Cruise 170 18 60 Continuous Residual
    8 1.80 23 17.5 -8.1 Cruise 170 18 60 Continuous Residual
    9 0.30 15 -0.5 -18.1 Cruise 170 18 60 Continuous Residual
    10 0.75 22 22.0 -5.6 Holding 170 18 60 Continuous Intercycle
    11 0.58 43 15.0 -9.4 Holding 170 18 60 Continuous Residual
    12 0.24 27 -3.0 -19.4 Holding 170 18 60 Continuous Intercycle
    13 0.65 19 15.0 -9.4 Holding 170 14 60 Continuous Low pressure-intercycle
    14 0.50 22 Adjust Holding 170 18 60 Continuous Run-back
    15 1.27 109 10.0 -12.2 Cruise 69 18 60 SLD Residual
    16 0.63 40 14.0 -10.0 Climb 139 18 Na Intermittent Pre-activation-2 minute
    17 1.90 50 17.5 -8.1 Cruise 170 18 Na Intermittent Pre-activation-2 minute
    18 1.50 35 -0.5 -18.1 Cruise 170 18 60 Intermittent Residual
    19 0.95 30 -3.0 -19.4 Holding 170 18 60 Intermittent Residual
    20 0.61 30 -21.0 -29.4 Holding 170 18 60 Intermittent Residual
    21 0.34 19 -18.5 -28.1 Cruise 170 18 60 Continuous Intercycle
    22 0.85 30 -0.5 -18.1 Cruise 170 18 60 Intermittent Holding-45 minute duration
    23 0.85 30 -0.5 -18.1 Cruise 170 18 Na Intermittent 22.5 minute failure
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-27
  • 修回日期:  2018-12-10
  • 刊出日期:  2019-04-25

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    2021年8月13日