冰风洞试验讨论贾明张大林(南京航空航天大学航空宇航学院, 南京, 210016)摘要: 冰风洞试验是开展飞机结冰以及防冰系统性能试验讨论的最基本手段。 在了解国内外冰风洞试验讨论发展情况和冰风洞试验相似准则的基础上, 对基于压缩空气源的小型直流式冰风洞进行了总体设计。 主要对风洞 洞体结构、供气系统和结冰气象参数模拟系统进行了设计和研制, 为该风洞的调试打下了基础。关键词: 飞机防冰; 冰风洞; 风洞设计; 结冰试验相似准则引言在结冰气象条件下, 云层中含有大量以液态形1冰风洞试验相似准则在冰风洞中开展模型结冰试验, 必须遵守一定式存在的温度低于零度的过冷水滴。当飞机在这种气象条件下飞行时, 过冷水滴会撞击到飞机的迎风 面, 使得这些表面发生结冰现象, 对飞机的性能造 成一系列不利的影响。例如机翼结冰会导致机翼升力降低、阻力增加、失速攻角减小以及操纵性能下降等; 发动机进气口及冷风道进气口结冰会导致引 气量不足, 同时若冰层脱落, 会损坏进气口内的部件; 风挡玻璃结冰会阻挡飞行员的视线。 由此可知 结冰对飞机的飞行安全具有极大的危害。由于飞机结冰现象严重威胁着飞行安全, 许多 国家都相继开展了飞机结冰方向的讨论。目前对于飞机结冰的讨论主要有数值模拟和试验讨论两种 方法。数值模拟是采纳计算机对合理简化的数学模型进行求解, 来分析结冰过程及结冰后对飞机性能 的影响。 试验讨论则包括冰风洞试验、模拟自然结冰的飞行试验和自然结冰状态下的飞行试验。冰风 洞试验是开展飞机结冰及飞机防冰系统讨论的最基本手段。 与其他试验方法相比, 冰风洞试验具有 经济、有用、先行、安全等突出优点。 无论是数值模拟还是飞行试验, 都要建立在大量冰风洞试验讨论 的基础上。目前世界上能够进行结冰试验的风洞有 20 余 座, 主要分布在美国、加拿大、法国、英国、意大利、的相似准则。用全尺寸部件或模型在设计的结冰气象条件下进行结冰模拟试验是理想的方法, 但飞机部件的尺寸往往太大, 而且实际的飞行条件范围很宽, 使得结冰风洞具有的规模能力常常难以直接模拟飞机的结冰过程。 假如能进行结冰缩比, 即结冰试验参数能够缩比, 从而避开试验设备运行能力的限制, 以便允许在未必很大的结冰风洞进行广泛的结冰试验讨论, 不但可以大大节约结冰风洞的建设投资和运行费用, 而且通过试验参数缩尺可实现更大马赫数、高度或温度的结冰模拟。 这就要求必须遵循结冰过程的规律, ...
