[发明专利]一种水平尾翼前缘组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平尾翼前缘组件。

背景技术

当今世界，飞机由于其快速、安全的特点而逐渐成为人们日益重视的交通工具。但是，当飞机以小于某一临界马赫数的亚音速在结冰气象条件下飞行时，某些组件的迎风表面就会因大气中的水滴撞击、积聚而结冰，例如水平尾翼前缘。大量的事故和研究都表明，飞机关键部位的积冰，即使是少量的，也会导致飞机的升力下降，飞行阻力增大，从而引起飞机的操纵性和稳定性等气动品质的恶化。尤其是航空发动机在地面和空中一定的温湿度下，进气口整流罩和支板易出现结冰。由于结冰将会导致进气流场畸变，使发动机性能恶化；冰脱落还可能造成发动机叶片断裂，甚至导致机毁人亡的重大事故。尤其是大型飞机，如大型军事运输机具有大推力、大起飞总重、亚音速、强生存力（全天候飞行）等特点，这就决定了这一类飞机不可避免地存在飞行中的结冰问题。因此开展飞机结冰及其防护技术的研究是飞机、尤其是大型运输机研制不可忽视的重要方面，对飞行安全具有重要意义。

针对飞机的不同部位，目前的防/除冰方法如下：⑴发动机压气机引气的热气防冰系统：主要用于机翼、尾翼前缘和发动机进气道唇口和进气组件的防冰，通过热气的加热使防护表面的温度达到结冰条件下过冷水滴的蒸发温度，从而避免过冷水滴在结冰表面冻结结冰。⑵周期气囊式除冰系统：利用发动机引气供给气囊气动通道，使之周期性地膨胀或收缩，破坏冰层与表面的结合力，再在气动力的作用下达到除冰的目的。主要用于机翼、尾翼前缘的除冰，需要的引气比起热气防冰系统小很多，当防冰热气供给不足时，可作为替代的结冰防护措施。⑶电热防/除冰系统：既可持续加热起防冰作用，又可周期加热作为除冰系统。主要用于螺旋桨桨叶、整流帽罩和风挡的防/除冰。除上述电热系统外，低能耗的电斥除冰、电脉冲除冰和其它新型防/除冰方法，如超声波、形状记忆合金和高频电子除冰等也可作为引气防冰的替代方案，这些方案的关键技术仍在开发和试验阶段，需要在使用中进一步验证其可行性和可靠性。

除了上述这些主动除冰的方法外，目前国际上还广泛采用在飞机易结冰部位涂装低表面能疏水涂层的方法来起到被动防除冰的作用。涂在机体表面的低表面能涂层除了可以降低过冷水滴在机体表面的凝结程度，在飞机通过加热主动除冰时，还可以使机体表面冰层融化形成的水滴尽快脱离机体，从而防止重结冰。这种涂装低表面能疏水涂层的方法相对前述几种方法具有成本低、耗能小、实现难度低等特点，是一种很重要的飞机表面防除冰辅助手段。但是，目前的大多数低表面能疏水涂层的性能尚不能完全满足飞机表面防除冰的安全要求。

发明内容

本发明旨在提供一种水平尾翼前缘组件，其基础壳体外层包括有机硅改性丙烯酸树脂防冰涂层，因此能够有效减少冰层在水平尾翼前缘上的形成，且有利于已经形成的冰层的脱落。具体地，包括水平尾翼前缘壳体和位于壳体外部的防冰涂层，该防冰涂层包括底漆和面漆，所述底漆为水性环氧底漆、面漆为有机硅改性丙烯酸酯涂料；底漆和面漆的干膜厚度分别为13微米和34微米；所述有机硅改性丙烯酸酯涂料包括：按重量计，有机硅改性丙烯酸树脂55-65%，颜色填料20-25%，纳米二氧化硅3%，纳米碳酸钙3%，流平剂1%，消泡剂0.8%，分散剂1.2%，催化剂0.5%，溶剂3-5%；其中的有机硅改性丙烯酸树脂按如下方法制备：（1）准备原料：按重量计，有机硅单体18份，（甲基）丙烯酸酯单体100份，含羟基丙烯酸酯45份，丙烯腈5份，氨基硅油20份，溶剂55份，引发剂5份；（2）将总溶剂量75wt%的溶剂加入到装有回流冷凝管、温度计、搅拌器和滴液漏斗的四口烧瓶中，通入氮气排氧，放入油浴锅中，加热至115℃，开动搅拌器，使溶剂回流；将全部有机硅单体18份、（甲基）丙烯酸酯单体100份、含羟基丙烯酸酯45份、丙烯腈5份、氨基硅油20份、引发剂总量的95wt%、溶剂总量的15wt%组成的混合溶液在2小时内匀速地加入到反应器中，加完后，继续保温反应3小时；将剩余的引发剂和溶剂加入到反应器中，继续保温反应2.5小时停止，冷却至室温，出料；有机硅单体包括重量比为1：2的乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷。

优选地，（甲基）丙烯酸酯单体包括重量比为1：2甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯。