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平尾防冰表面溢流冰生成规律试验研究

南京航空航天大学学报 2022年第6期54卷 1074-1082页

作者：裴如男朱东宇束珺中国航空工业空气动力研究院沈阳110034 沈阳市飞机结冰与防除冰重点实验室沈阳110034 高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室沈阳110034 中国商飞上海飞机设计研究院上海201210

以带电加热防除冰系统的平尾后掠翼型为研究对象,在风速90 m/s、温度-4~-9℃、液态水含量(Liquid water content,LWC)0.45~1.5 g/m3以及水滴直径(Median volumetric diameter,MVD)20.1~36μm条件下,在0.6 m结冰风洞中开展溢流冰生成规... 详细信息

以带电加热防除冰系统的平尾后掠翼型为研究对象,在风速90 m/s、温度-4~-9℃、液态水含量(Liquid water content,LWC)0.45~1.5 g/m3以及水滴直径(Median volumetric diameter,MVD)20.1~36μm条件下,在0.6 m结冰风洞中开展溢流冰生成规律研究,包含溢流冰起始位置、覆盖范围和类型。试验结果表明,翼型表面溢流冰形成的起始位置受加热功率及来流温度影响较为明显,加热功率或来流温度低至一定数值时溢流冰类型从溪状冰变为冰脊,随着加热功率或来流温度的增加,溢流冰起始位置向后移动。溢流冰的溢流范围受LWC及加热功率影响较为明显,LWC越大,收集水量越多,溢流的范围随之越广;加热功率的影响类似,增大加热功率融化的溢流水增多,从而溢流范围越广。溢流冰生成的类型对MVD的变化比较敏感,当MVD从20.1μm增加为3μm时,溢流冰即从典型的溪状冰变为冰脊。

关键词：溢流冰防冰冰风洞冰脊

萨哈（雅库特）共和国典型地区地下水溢流冰分布规律与成因分析

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萨哈（雅库特）共和国典型地区地下水溢流冰分布规律与成因分析

作者：尉意茹黑龙江大学

学位级别：硕士

萨哈(雅库特)共和国超过40%的领土位在北极圈内,冬季寒冷而漫长,广泛分布着多年冻土层,是世界典型寒区。通过对萨哈(雅库特)共和国自然背景(区位、地形、气象和冻土)、地下水溢流冰概念和地下水溢流冰影响因素分析的基础上,采用俄罗斯... 详细信息

萨哈(雅库特)共和国超过40%的领土位在北极圈内,冬季寒冷而漫长,广泛分布着多年冻土层,是世界典型寒区。通过对萨哈(雅库特)共和国自然背景(区位、地形、气象和冻土)、地下水溢流冰概念和地下水溢流冰影响因素分析的基础上,采用俄罗斯历史地图集和地形图的冰资料数据库和Landsat卫星图像等方法,调查了萨哈(雅库特)共和国境内的地下水溢流冰分布及特征,选定萨哈(雅库特)共和国境内最大的地下水溢流冰点乌拉罕-塔林为典型研究区,对典型研究区的水文气象、地形地貌、地质条件、地下水化学变化进行调查和分析,得出以下结论:(1)萨哈(雅库特)共和国领土主要属于两个最大的构造-西伯利亚地区和中生代褶皱的上扬斯克-楚科奇地区。上空的大气环流过程取决于地球大气的总体环流,但与当地的自然地理条件也有很大的影响,大部分地区是大陆性的和干旱的,冬季长,寒冷,少雪,而夏季短,且温度较高。广泛分布着多年冻土层,在大多数地区,多年冻土层是连续的区域,通常在大型湖泊和河流下发现多年冻土层,或者是由于地下水的影响而产生连续多年冻土层。在该地区的西南部,某些地方存在不连续的岛状永久冻土。(2)根据地籍数据萨哈(雅库特)共和国的溢流冰的总面积是Landsat卫星1.6倍,确定了总面积为1253.9km2的冰,结冰面积的大小高度不规则。萨哈(雅库特)共和国地区的结冰分布没有明显的纬度分区。萨哈(雅库特)共和国的地下水溢流冰相对分布较多的区域为萨哈(雅库特)共和国的东南部、南部和中部的部分地区,那里的山前沟谷地形与其他地方形成鲜明的对比;萨哈(雅库特)共和国的大部分的溢流冰处于1100～1300m的高度。流域和冰体的平均高度之间的斯皮尔曼等级相关系数分别为0.71和0.77。从积冰年际变化来看,近些年来地下水溢流积冰体面积有减少的趋势。(3)对地下水溢流冰成因分析,以乌拉罕-塔林为典型研究区,得出:乌拉罕-塔林所处山谷是因迪吉尔卡河河流侵蚀区域。河流冲走了山谷的右坡,形成了26m高的侵蚀陡坡,其典型的山前沟谷地形为地下水溢流冰的形成提供驱动力;乌拉罕-塔林地质土壤类型自上到下分别为自上向下依此形成草皮、沙质土壤、粉质土壤、疏松的细沉积物沙层(季节性冻融活跃)、含各类晶体的砂层(含水层)、多年冻土层(弱透水层),构成地下水溢流冰的过水通道和补给来源;温度变化与积冰体积变化呈反向相关,温度越低,地下水溢流冰体积越大;乌拉罕-塔林的多年冻土上层的含水层在422～502m的间隔内开放,该水平线的地下水盐度为3.9g/L,碳酸盐氯化物钠的组成为230mg/L的硫化氢。这间接证明了该水平线的地下水可能参与了小河谷泉水的形成。根据水化学采样数据,总矿化值平均为200～220mg/L,在3月观测到最大e值,地下水溢流冰体在3月份达到最大。

关键词：地下水溢流冰分布成因乌拉罕-塔林萨哈(雅库特)共和国

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超疏水电热薄膜对溢流冰的抑制效果探究

航空科学技术 2021年第9期32卷 75-80页

作者：陈增贵肖冰王宇张海洋吕湘连何洋西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室陕西西安710072 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

溢流冰会对飞行安全与操纵品质造成重大影响。本文将电热方法与超疏水表面法二者结合,探究超疏水电热薄膜对溢流冰的抑制效果。以聚酰亚胺为基底,制备了超疏水电热薄膜,进行了润湿性能测试,证明制得的薄膜具有良好的超疏水性。对超疏水... 详细信息

溢流冰会对飞行安全与操纵品质造成重大影响。本文将电热方法与超疏水表面法二者结合,探究超疏水电热薄膜对溢流冰的抑制效果。以聚酰亚胺为基底,制备了超疏水电热薄膜,进行了润湿性能测试,证明制得的薄膜具有良好的超疏水性。对超疏水电热薄膜进行了冰风洞试验验证,证明了超疏水电热薄膜在多种结冰环境下对溢流冰均有明显抑制作用。通过分析液滴与薄膜表面的微观接触界面对液滴脱离表面能量的影响,探究了超疏水表面抑制溢流冰的原理。超疏水表面微纳结构凸起的存在,使得液滴与薄膜间的实际接触面积大大减小,从超疏水电热薄膜表面分离液滴所需的能量远远小于普通电热薄膜表面。综上,超疏水表面在防止溢流冰方面表现出显著的优势,在飞机防冰领域具有潜在应用前景。

关键词：飞机防冰风洞超疏水低能耗溢流冰

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大粒径过冷水溢流结冰的翼型气动影响分析

空气动力学学报 2014年第3期32卷 376-382页

作者：李焱鑫张辰刘洪王福新上海交通大学航空航天学院上海200240

大粒径过冷水滴超出了适航条例25部附录C的范围,撞击在机翼表面后可形成溢流脊状冰,危害飞行安全,但目前对于溢流结冰的气动性能影响尚未研究清楚。采用结合雷诺应力模型的数值方法,计算了NACA23012m的溢流结冰翼型的最大升力系数和失... 详细信息

大粒径过冷水滴超出了适航条例25部附录C的范围,撞击在机翼表面后可形成溢流脊状冰,危害飞行安全,但目前对于溢流结冰的气动性能影响尚未研究清楚。采用结合雷诺应力模型的数值方法,计算了NACA23012m的溢流结冰翼型的最大升力系数和失速迎角,与Lee的实验结果符合较好,证明了该方法可用于分析溢流结冰翼型引发的流场分离。针对溢流冰脊对不同翼型影响程度差别较大的特点,对大型客机机翼超临界翼型及平尾翼型上的溢流积冰气动力进行计算,得到结论:超临界翼型在受到溢流冰脊影响时提前发生气动分离,气动性能大幅下降;平尾翼型受溢流冰脊影响较小,在大迎角下流动分离区减小。研究内容对大型客机的设计与适航审定具有一定指导意义。

关键词：气动分析数值计算大粒径过冷水结冰溢流冰超临界翼型平尾翼型大型客机

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民用飞机发动机防冰性能指标定义与计算

科技视界 2017年第9期 273-273页

作者：徐佳佳上海飞机设计研究院环控氧气系统研究部中国上海201210

在防冰系统设计时,通常使用防冰表面温度作为性能指标。对于湿蒸发的防冰系统,表面温度衡量指标无法直观的表达防冰表面未冻结水的溢流情况。本文在使用防冰表面温度作为一般性能指标的基础上,采用溢流冰尺寸作为短舱防冰系统性能另一... 详细信息

在防冰系统设计时,通常使用防冰表面温度作为性能指标。对于湿蒸发的防冰系统,表面温度衡量指标无法直观的表达防冰表面未冻结水的溢流情况。本文在使用防冰表面温度作为一般性能指标的基础上,采用溢流冰尺寸作为短舱防冰系统性能另一指标的评估方法,并根据发动机实际吞冰能力和发动机尺寸结构将结冰量等效为结冰厚度,同时给出溢流冰厚度的计算算例。

关键词：民用飞机发动机防冰溢流冰吞冰能力