面向自然结冰试飞评估的冰形增长规律

作     者：王翊 孔维梁 陈航 陈俊平 WANG Yi;KONG Wei-liang;CHEN Hang;CHEN Jun-ping

作者机构：中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心试飞工程部上海201323 上海交通大学航空航天学院上海200240 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2020年第20卷第31期

页      面：13040-13046页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：上海市工业强基专项(GYQJ-2017-5-08) 

主　　题：自然结冰试飞 冰形积聚规律 数值模拟 增长状态 收集率演化 

摘      要：飞机自然结冰试飞是民机适航取证中的关键点之一。由于试飞的高风险和成本,掌握冰形积聚的规律对指导试飞开展及飞行安全研究有重要意义。本文通过数值模拟研究了不同环境条件下二维翼型的冰形生长过程,重点分析了结冰环境水滴粒径和温度对冰形高度增长规律的影响,并结合水滴收集率随积冰高度的变化趋势分析了冰高增长速度变化的机制。结果表明,飞机二维冰形高度的增长有线性和减速两种基本状态:线性增长状态对应着霜冰形态;减速增长状态对应着角冰形态。在大水滴粒径和低温条件下则会出现略微的加速增长。因此,试飞时为了在最短时间内获得足够的冰高度,需要尽量选择水滴直径较大而温度较低的环境,而这是航线飞行需要避免的情况。