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面向自然结冰试飞评估的冰形增长规律

科学技术与工程 2020年第31期20卷 13040-13046页

作者：王翊孔维梁陈航陈俊平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

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... 详细信息

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。

关键词：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

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面向自然结冰试飞的翼型结冰数值模拟研究

面向自然结冰试飞的翼型结冰数值模拟研究

作者：李佩哲上海交通大学

学位级别：硕士

飞机穿越含有大量过冷水滴的云层时,会发生结冰现象,严重影响飞行安全。因此,飞机在投入运营前必须根据结冰适航条例要求进行自然结冰试飞。为了保证自然结冰试飞工作安全顺利进行,需要在试飞之前使用数值模拟方法预测飞机的结冰情况。... 详细信息

飞机穿越含有大量过冷水滴的云层时,会发生结冰现象,严重影响飞行安全。因此,飞机在投入运营前必须根据结冰适航条例要求进行自然结冰试飞。为了保证自然结冰试飞工作安全顺利进行,需要在试飞之前使用数值模拟方法预测飞机的结冰情况。由于试飞的云团状态参数随着时间会发生变化,因此,要求结冰数值模拟在有限的时间内完成;且自然结冰条件中存在着诸多不确定的随机因素,这些因素必须在数值模拟中考虑。针对以上两个需求,本文提出了一下两个研究目标:一方面提出了水滴运动轨迹的快速计算方法,从而提高计算效率;另一方面考虑了水滴粒径随机性对结冰外形的影响,对其进行不确定性量化(uncertainty quantization,UQ)分析。具体工作如下:第一,基于Messinger结冰模型开发了结冰数值模拟程序。其中,采用拉格朗日法计算水滴运动轨迹,采用考虑等效沙粒粗糙度的S-A模型计算对流换热系数,采用径向基函数插值网格变形技术得到结冰后的计算网格。与实验值对比的结果表明程序具备对霜冰、明冰和混合冰的模拟能力。第二,对水滴运动轨迹快速计算方法研究,提出了基于拉格朗日法的两级插值法。第一级插值是收集系数插值,只计算壁面部分网格的收集系数,通过插值的方法得到所有网格的收集系数;第二级插值是水滴运动轨迹插值,由于远场流场变化较小,可以选取较少数量的水滴,计算其运动轨迹,在近壁面插值计算出所有水滴的运动状态,以此来减少整个水滴轨迹计算量。算例结果表明,与传统的水滴轨迹计算方法相比,其计算效率提高一到两个量级。第三,基于蒙特卡洛方法,建立了在结冰模拟中采用不确定性分析方法来考虑水滴粒径随机性影响的算法与程序。不确定性模拟的结果表明该方法给出的可能的结冰范围覆盖了实验值的主要部分,这验证了该方法的可靠性。这一工作为判断自然结冰试飞条件下结冰量是否满足适航条例要求、是否超出飞机的安全范围提供了一种数值预测手段。

关键词：自然结冰试飞结冰数值模拟水滴轨迹计算收集系数插值不确定性量化

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民机防冰系统自然结冰试飞技术研究

民用飞机设计与研究 2014年第1期 25-29页

作者：霍西恒王大伟李革萍上海飞机设计研究院上海201210

结合某型民机自然结冰条件下防冰系统的试飞,对试飞所需的测试改装工作进行了总结,并对试飞前需进行的各种安全性评估进行了总结说明,明确了试飞中需考虑的各种构型情况,提出一套循序渐进的自然结冰试飞方法。同时提出了试飞中结冰气象... 详细信息

结合某型民机自然结冰条件下防冰系统的试飞,对试飞所需的测试改装工作进行了总结,并对试飞前需进行的各种安全性评估进行了总结说明,明确了试飞中需考虑的各种构型情况,提出一套循序渐进的自然结冰试飞方法。同时提出了试飞中结冰气象参数的可接受性判据,最后针对自然结冰试飞中结冰气象参数的处理提出了分段等效处理的方法。

关键词：防冰系统自然结冰试飞结冰气象参数数据处理

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大型运输机防除冰系统设计与试验

气动研究与试验

气动研究与试验 2025年第1期3卷 9-15页

作者：朱永峰杨秋明苏雪航空工业第一飞机设计研究院陕西省飞行器环境控制重点实验室

工作可靠、性能优异的防除冰系统是大型运输机全天候飞行能力的重要保证。在飞机顶层设计规范的牵引下，自主制定了一套完整的大型运输机防除冰系统设计与验证要求和研制流程；通过仿真计算与冰风洞试验确定了大型运输机的结冰防护区域... 详细信息

工作可靠、性能优异的防除冰系统是大型运输机全天候飞行能力的重要保证。在飞机顶层设计规范的牵引下，自主制定了一套完整的大型运输机防除冰系统设计与验证要求和研制流程；通过仿真计算与冰风洞试验确定了大型运输机的结冰防护区域；根据飞机研制要求设计了机翼防冰、尾翼除冰、发动机进气道防冰、风挡加温、风挡除雨和结冰探测等子系统方案；在多约束条件下对防除冰系统性能进行了仿真计算和设计优化；对防除冰系统进行了实验室地面试验、冰风洞试验和飞行试验，特别是自然结冰飞行试验结果验证了防除冰系统的性能满足飞机研制要求。

关键词：大型运输机防除冰系统研制流程仿真计算地面试验自然结冰试飞

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多发螺旋桨飞机结冰气象探测器安装位置研究

航空学报 2023年第S02期44卷 285-293页

作者：刘冠冕张帆程志航杨康智秦何军中航通飞华南飞机工业有限公司总体部珠海519000 中航通飞华南飞机工业有限公司动力部珠海519000

针对多发螺旋桨飞机自然结冰试飞的气象探测需求,采用数值方法对结冰气象探测器的安装位置进行了研究。依据适航规章要求,提出结冰气象探测器安装位置的设计原则。采用虚拟桨盘方法计算空气场,在此基础上计算水滴场,获得空间的液态水含... 详细信息

针对多发螺旋桨飞机自然结冰试飞的气象探测需求,采用数值方法对结冰气象探测器的安装位置进行了研究。依据适航规章要求,提出结冰气象探测器安装位置的设计原则。采用虚拟桨盘方法计算空气场,在此基础上计算水滴场,获得空间的液态水含量分布。基于某大型水陆两栖飞机,对可行的结冰气象探测器安装位置进行了分析,获得了机身和机翼安装方案的基本规律。结果表明:水滴直径和迎角对安装位置及高度影响较大,工况选取时应对结冰气象条件和飞行包线具有一定的覆盖性;机身背部安装方案受水滴遮蔽区影响明显,所需安装高度较高,且随安装位置后移而增加;机翼下翼面安装方案应避开螺旋桨滑流影响区,结构安装支架适宜布置在前梁附近,安装高度普遍小于机身背部安装方案。以上原则及参数规律可为同类多发螺旋桨飞机提供参考。

关键词：结冰气象探测器多发螺旋桨飞机螺旋桨滑流安装位置结冰自然结冰试飞

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民用运输类飞机合格审定性能试飞方法研究

飞行力学 2001年第2期19卷 62-64,68页

作者：黄文静孟建文吴密翠中国飞行试验研究院飞机所陕西西安710089

结合 Y7-2 0 0 A飞机型号合格审定试飞情况 ,对一般科目试飞、模拟冰型试飞及自然结冰试飞方法进行了研究及探讨。主要侧重于试飞方法的改进及对相关条款的理解 ,同时对试飞过程中遇到的难点及解决情况进行了介绍。所得结论为今后运输... 详细信息

结合 Y7-2 0 0 A飞机型号合格审定试飞情况 ,对一般科目试飞、模拟冰型试飞及自然结冰试飞方法进行了研究及探讨。主要侧重于试飞方法的改进及对相关条款的理解 ,同时对试飞过程中遇到的难点及解决情况进行了介绍。所得结论为今后运输类飞机合格审定提供了借鉴。

关键词： Y7-200A飞机型号合格审定性能试飞运输类飞机一般科目试飞模拟冰型试飞自然结冰试飞试飞方法改进