1、第 4 章 防冰与排雨系统,ICE AND RAIN PROTECTION,据美国有线新闻网2005年8月15日报道，一架载有121人的塞浦路斯波音737客机14日在雅典附近的埃维亚半岛上的一处山坡坠毁。希腊官方消息称，机上人员已全部罹难。 据悉，飞机上有6名机组人员和115名乘客；飞机的终点本是布拉格。 据路透社援引希腊国家电视台的消息称，在客机坠毁前，一名乘客曾发出短信，说“表弟永别了我们正在结冰”。,一 则 新 闻,4-1 防冰与排雨概述,飞机飞行时，由于气流速度的作用在一些部位常出现结冰现象，其中以机翼、尾翼、风档、 空速管、螺旋桨、雷达罩、发动机进气道等前缘处最为常见。严重结冰会危及
2、飞机的飞行安全。因此对飞行安全影响较大的一些部位都装有防冰装置。,积冰对飞机性能的影响,（一）升力面积冰,当机翼和尾翼积冰时，能使飞机的空气动力特性和飞行特性显著变坏，由于积冰，流线形部位的形状发生变化，翼型失真（变型）,导致摩擦阻力和压差阻力都增大。根据有关方面的飞行试验，机翼、尾翼积冰时，其阻力增加占飞机因积冰引起总阻力增加约7080，若在大迎角下飞行时，更突出，如果积冰层较厚， 还会使飞机的重心位置改变，从而影响飞机的安定性 。,（二）发动机进气道和动力装置积冰,在飞机其他部位没有结冰时，喷气式发动机进气道有时会有积冰。飞行实践证明，当外界气温等于小于+5C时，喷气式发动机进气口部分可以
3、发生结冰。进气道结冰将导致内表面气动特性的恶化，使进气速度场分布不均匀和使气流发生局部分离，引起气压机叶片的振动，冰屑脱离，进人压气机，而造成压气机的机械损伤，从而使发动机的推力降低，严重时，造成发动机损坏或熄火。,（三）风挡积冰,风挡玻璃积冰，能大大降低其透明度，使目视条件大大恶化，难以判断周围视野，给起飞、着陆造成困难，特别是在着陆时，由于判断着陆高度不准确，可能影响着陆安全，严重时会出现危险。,（四）天线积冰,有可能造成无线电通信中断。强烈积冰能使天线同机体相接，发生短路，无线电航行设备失灵。,（五）空速管动、静压孔积冰,当空气压力感受器（空速管动、静压孔）积冰时，会使速度表、高度表、迎
4、角指示器、M数指示器、升降速度表等一些重要驾驶仪表失效，使飞行员失去判断飞行状态的依据。,（六）飞机在地面积冰,飞机在地面停放和滑行时，也能积冰。地面积冰时，对飞行有很不利的影响，根据有关飞行试验，在机翼上只有0.1英寸（23毫米）一层霜，会使失速速度增加约35%，起飞滑跑距离增长一倍。 当积冰的飞机起飞时，气流会从机翼上过早地和明显地分离。所以积冰的飞机离地升力系数比正常飞机小1520，相当危险。 因此，民航总局规定，任何飞机都不能带冰、雪、霜起飞。,主要防冰装置,飞机上常用的防冰装置主要有热力、液体和机械式三种。 按热源不同，热力防冰装置又分为气热和电热两种。前者是利用热空气将飞机部件表面
5、加热以达到防冰的目 的。装有喷气发动机的飞机一般从压气机引气作为热气源。气热防冰多用于防冰面积较大的部位。,主要防冰装置（续）,电热防冰是将电能转为热能而对部件表面加热以达到防冰的目的，多用于表面积不大、耗电功率较小的防冰部位。 液体防冰装置是将防冰液喷到飞机易结冰部位表面，使其与过冷水滴混合以防结冰。如已结冰，可用连续或周期性喷射防冰液的方式，使其与积冰形成雪泥而被气流吹掉。液体防冰装置多用于风挡、雷达罩、尾翼前缘外表面等部位。,防冰排雨系统包括下述部分：,A、机翼前缘热防冰系统； B、风挡加温系统； C、风挡排雨系统； D、总静压探头、总温探头和迎角传感器叶片防冰系统； E、污水排放口防冰
6、系统。,飞机防冰排雨系统组成,4-2 结冰探测器,直观式：一般是照明灯，它安装在容易观察到的地方，发现结冰后，驾驶人员用人工方法直接接通除冰系统进行除冰。 自动式：当探测到冰层达到一定厚度时，向驾驶人员发出结冰信号，并自动接通防冰系统进行除冰。,4-2-1 振荡式结冰探测器,振荡式结冰探测器原理,振荡型探测器的原理，是探测器以某一固定频率振动（约40,000Hz）。当飞机开始结冰的时候，探测器振动频率降低。达到门限值后（39,867Hz），驾驶舱出现结冰警告信息。包括主警告灯闪亮、EICAS（发动机指示及机组警告系统）上显示ICE警告信息、结冰灯亮，除冰器开始工作。,图4-2-2 振荡式结冰探
7、测器,4-2-2 压差式结冰探测器,又称为冲压空气式结冰探测器，它利用测量迎面气流的全压（动压+静压），与静压之差值的原理制成，一般用于发动机进气口的结冰探测。图4-2-4为压差式结冰探测器的结构示意图。,1基本构造,2压差式结冰探测器工作原理,发动机工作时，全压气流通过进气孔进入全压室，静压孔与静压室相通，进气孔未堵塞时全压大于静压，膜片弯曲，触点断开。 当发动机进气口结冰时，探测器进气口进气小孔被堵塞，动压和静压室两边压力相等，膜片复原，触点闭合，接通驾驶室内的结冰信号灯，发出结冰信号，同时接通探测器本身的加温电路。 探测器进气孔的冰融化后，进气孔畅通，信号灯熄灭。,4-2-3 放射性同位
8、素结冰探测器,1基本构造与工作原理 放射源，计数器； 加温元件，圆柱体，平板，外壳，电插座。,图4-2-5 放射同位数结冰探测器,3. 安全注意事项,1）在对探测器进行安装、运输等工作时，必须给探测器套上铅防护罩。 2）在近距离对探测器进行校验等工作时应尽量缩短，或用1cm厚的有机玻璃屏蔽。 3）探测器报废时应交专门单位保管处理，不准自行处理。,4-3 防冰和除冰,防冰和除冰是指飞机在飞行中给飞机的机翼、尾翼、发动机进气道、螺旋桨、风挡玻璃、大气数据探头、供排水管等部件的防冰。 飞机在起飞前的除冰与前者有本质的区别，后者由地面机务人员按规定的程序完成。,4-3-1 机翼和发动机进气道防冰,机翼
9、和发动机进气道都利用发动机引气防冰或除冰。从发动机高压级或中压级引气，经过预冷处理后，再经过一个压力调节关断活门，将经过压力调节，和温度控制的热空气分配到前缘缝翼和进气道的喷管用于防冰。,图4-3-1 机翼防冰示意图,1机翼防冰,驾驶舱顶板上的机翼防冰控制器主电门决定了系统的工作方式。当电门在“ON”，或“OFF”的位置时，为机组人员人工控制机翼防冰活门的开或关。 当电门放在“AUTO”的位置时， “机翼和进气道防冰计算机”控制机翼防冰活门的开关，进行防冰处理。 由于前缘缝翼可以放出和收进，因此最内侧的缝翼防冰管与机翼上固定的引气管之间有一段可伸缩管相联。,2进气道防冰,4-3-2 螺旋桨防冰
10、,螺旋桨多数采用电热能除冰系统为防止螺旋桨失去平衡，1号和3号，2号和4号浆叶的加温电阻丝分别成对串联，加温电源为200V交流。为满足不同气象条件下的除冰需要，加温有“正常”，和“最大”两种工作方式。,-3-3 风挡玻璃的防冰与防雾,1 功用对风挡加温，可以防止风挡结冰、起雾，还可以提高风挡的强度。 2 组成风挡加温系统由控制面板、热敏开关、加温控制组件和浇铸在风挡玻璃结构内的加热元件组成。 3加热元件的种类电阻丝式，和导电膜式。,3工作原理,风挡玻璃共有10块，分别编号为1、2、3、4、5号。风挡加温系统为其中的1、2、4、5号风挡，共8块玻璃加温。其中1、2号风挡的导电层靠近玻璃的外表面，
11、防止结冰，4、5号风挡的导电层靠近玻璃的内表面，主要防止起雾。当风挡加温控制电门放到“ON”位时，对应的风挡加热元件通电，给风挡加温，控制面板上对应的工作指示（ON）灯亮，若风挡温度过高，则对应过热（OVERHEAT）灯亮，同时停止加温，工作指示灯灭。,4-3-4 大气数据探头防冰,1功用对各种大气数据探头进行加温防冰可以防止结冰堵塞测量孔，影响探测精度。 2 组成由控制面板，加温元件和相应电路组成。 3 工作原理在相应的测量探头里设置电阻式加温元件，通电加温到结冰温度以上，可以防止探头结冰。,4-3-5 供水和排放系统的防冰,飞机上有很多供水管道，和排放管道都处于容易结冰的区域，因此它们都需
12、要由防冰加温装置。 供水和排放系统的防冰通常采用电加热器。 加热器的形式有带型加热器、毯型加热器、密封垫式加热器、一体化加热器以及补片式加热器等。 为防止加热器过热和节约电能，有的加热器电路中装有恒温器。,4-3-6 机械能除冰系统,所谓机械能除冰，就是利用机械能使冰层破碎，然后借助气流的作用或高速离心力使冰层脱落。 这种除冰方法的优点是消耗的能量不大，缺点是飞机的气动外形受到一定影响，主要用在涡轮螺浆飞机的机翼和尾翼前缘的除冰上。,4-4 风挡排雨系统,在大风大雨的气象条件下飞行时，光靠风挡刮水器给风挡玻璃排雨，还不足以保持良好的能见度，还必须有另外的排雨措施。风挡玻璃上增加厌水涂层，和在大
13、雨气象条件下使用一次性排雨液，就是另外两种排雨手段。,4-1-1 排雨液,1功用 它能增大水的表面张力，使水保持珠状，不容易附在玻璃的表面，加速水珠在雨刮器的作用下从玻璃上滑走，提高了能见度。排雨液系统是通过驾驶舱内的两个控制按钮来控制其喷洒的。（图4-4-1）,图4-4-1 典型排雨液控制原理,2维护时的注意事项,1）必须在风挡玻璃上有水时才能喷洒排水液。 2）如有排水液凝固在风挡玻璃上，应尽快清洗干净。 3）在没有引气的情况下，不能进行喷洒排水液的操作测试。 4）不要接触皮肤和眼睛。 5）注意两种型号排水液的区别。 6）安装排水液储液管时，用手拧紧即可，不可力矩过大。,4-4-2 厌水涂层
14、,1功用 将其涂在风挡玻璃的外表面，可形成一层不吸附雨水，并对雨水起很强排斥作用，使雨水成珠状从玻璃上快速滚落的涂层。 目前，厌水涂层几乎在所有的波音飞机上使用，再空客飞机上也有使用。,图 4-4-2,2维护注意事项,1）不要将抛光剂等涂在有厌水涂层的风挡玻璃表面。 2）清洁玻璃时必须用软布和规定的清洗液。 3）清洁玻璃时要防止刮伤玻璃涂层。 4）刮水器刮水刷的弹力不可太大，否则会加快涂层的磨损。 5）涂层的磨损到一定程度后，要重新涂刷。 6）测试风挡雨刮器时要防止干刮。,4-4-3 风挡雨刮器,图4-4-4 风挡雨刮器原理,4-5 飞机的地面除冰,在结冰和下雪的气象条件下，飞机的机身、机翼、
15、安定面、操纵面、铰链、发动机进气道和起落架等可能会有冰雪霜存在，此时必须根据相应机型的维护工作单 、卡或维护手册进行检查，并加以清除。,地面除冰注意事项,1）发动机APU等的进排气口禁止喷洒除冰液，而只能采用热空气。 2）喷洒的高压除冰液不能接触某些特殊的部位，如刹车组件，电气接头，传感器等。 3）不能用发动机排气对机身进行除冰。 4）使用化学除冰液时要遵循厂家的说明。,2005年的一则新闻,昨天上午，国航953次航班起飞半小时后因防冰系统故障返回首都机场。中午11时30分，航班顺利落地，人机安全。 据了解，953是国航从北京出发，经停大连、落地日本东京的国际航线，原计划昨天上午11时从首都机
16、场出发，而飞机起飞10分钟后，即发现防冰系统故障。为安全起见，飞机立即返航，并于11时30分左右安全降落于首都机场。,2009年的一则新闻,中国日报网环球在线消息：当地时间2009年2月12日深夜，美国纽约州西部城市布法罗附近一架商用客机坠落后撞上地面的一栋民房并发生爆炸，截至目前已经造成50人死亡。多种迹象表明机翼结冰很可能是本次事故的“元凶”。 初步录音分析显示，当飞机在海拔1.1万英尺高度、即将准备降落的时候，机组成员提到在驾驶舱的风挡玻璃和两侧机翼前缘均出现“严重的结冰现象”。尽管机 上的防冰装置处于开启状态，但无法肯定该设备当时运转正常。 结冰会增加飞机在空中运动的阻力。飞机两侧都有特定形状的机翼，如果机翼部 位出现大量结冰，就会因为阻力增大、升力减小导致失速，并产生变形。,第4章 结束,
