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科学技术:结冰风洞


  结冰风洞(英:icingwindtunnel)是一种性能复杂的大型特种风洞,是研究飞机在结冰气象条件下飞行时,不同部件迎风表面和探测仪器的机外传感部分的结冰形态、结冰容限及其防(除)冰技术的地面试验设备。
  实践表明,飞机结冰是飞机安全飞行的致命弱点之一,在世界军、民用飞机失事案例中占60%以上。西方发达国家建成十余座这种风洞,而我国尚属空白;早在上世纪70年代初,我国风洞人就开始搜集资料,对结冰风洞进行探索性研究。
  在飞机设计阶段,通过结冰风洞试验,可取得防(除)冰设计所必需的数据,即通过确定飞机各部件结冰形态的试验,以确定结冰的冰形及其结冰区、结冰量和结冰速率,从而确定结冰容限及必须防冰的表面,为飞机防(除)冰提供安全设计的依据,确定防(除)冰系统的方案形式及最小需用功率。
  飞机防(除)冰系统完成设计和研制后,可在结冰风洞进行验证试验,即在结冰状态检查系统防(除)冰功能,判断设计的正确性、合理性,并对飞机结冰探测仪器进行验证试验。
  通过结冰风洞还可以进行飞机结冰机理和模拟方法或缩尺定律的试验研究,为确定缩尺模拟准则和发展数值计算方法提供依据;进行飞机防冰新概念和新型防(除)冰技术研究,可大大促进飞机防冰技术的发展。
  结冰风洞试验最重要的内容,是确定飞机的防(除)冰设计所需要的临界冰型和结冰区的范围,而要将临界冰做成模型贴在飞机模型上进行风洞气动力试验,还要根据结冰对飞机性能的影响程度,确定该表面是否需要防(除)冰;对于确定的防冰区也要根据结冰的情况,来把握防冰的有效性和除冰时机等,因此,深入开展新概念新技术研究十分有益。
  总之,结冰风洞是为保证飞机在结冰气象条件下飞行安全、扩大现代军用飞机在恶劣气象条件下执行任务的能力,同时保障民用或通用飞机完成结冰适航合格审定、为适航取证提供依据性文件的基本试验装置,是新机研制、特别是大型运输机等研制必不可少的重要地面试验设备,所以这方面研究已愈来愈得到各国的广泛重视。

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