[发明专利]一种用于积冰粘附力测量的小型垂直回流冰风洞实验装置

说明书

本发明提供了一种用于积冰粘附力测量的小型垂直回流冰风洞实验装置，包括：雾化喷嘴系统，实验旋转梁部分，低温环境箱部分，垂直回流小风洞系统。本发明的有益效果包括：1)在地面环境下尽可能地模拟了高空飞机飞行结冰的情况，并同时给出了积冰的粘附力的测量实验装置；2)实现了多种因素共同控制的粘附力测量实验，能够实现在不同环境温度和不同风速下的飞机积冰模拟并对积冰粘附力大小进行准确测量；3)搭建了小型垂直回流冰风洞，体积较小，能实现低温环境下的结冰状态研究，适合于学校、实验室、企业等探究不同影响因素对于粘附力大小的具体变化规律，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种模拟飞机在大气条件下结冰并实现积冰的用于积冰粘附力测量的小型垂直回流冰风洞实验装置。

背景技术

飞机在飞行穿过过冷云层时，空气中的过冷水滴、冰晶与飞机撞击产生附着冰附着在飞机表面，这种结冰现象会影响飞机气动外形，使得飞机升力下降，阻力上升，对飞机的性能产生非常的影响，严重还会导致飞机失事情况的发生。因此对于飞机表面的除冰是一项很重要的研究内容。飞机在高空飞行时所结冰为撞击冰，其形成受到水滴尺寸、大气环境温度、液态水含量、飞机飞行速度等一系列参数的影响。其表面结冰可以分为明冰、霜冰和混合冰。霜冰一般形成在温度较低，液态水含量较少的条件下，密度较小，形态疏松，容易受到气流吹拂作用而除去。明冰形成于较高的温度和液态水含量条件下，其密度较大，组织致密，不易除去，严重威胁飞机飞行安全。为此我们需要采用一系列手段来除去飞机表面附着冰，机械除冰是一种典型的飞机表面结冰的除冰方法，依靠使蒙皮振动、变形等方式破坏冰层与蒙皮之间的粘附力，从而达到除冰的效果。为保证施加在飞机表面的力能完全的除去附着冰，且尽可能减少飞机上能源的利用，需要我们对于飞机表面的附着冰的粘附力大小有一个准确地认知。由此引申出针对不同飞机表面结冰条件下的粘附力测量研究，为尽可能的模拟飞机表面结冰的情况，本文发明了一个垂直回流小型冰风洞，用于结冰表面粘附力计算。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于积冰粘附力测量的小型垂直回流冰风洞实验装置，其特征在于包括：

雾化喷嘴系统，

实验旋转梁部分，

低温环境箱部分，

垂直回流小风洞系统，

其中：

雾化喷嘴系统包括：

一个空气雾化喷嘴，

气路部分，其包括：

空气压缩机，用于制取高压空气，

空气净化器，用于除去高压空气中的杂质，

空气调节器来调节空气净化器输出的高压空气的压力，

流量调节阀门，用于把空气调节器输出的高压空气输送至喷嘴的气路接口，

水路部分，其包括：

一个水泵，用于把水输送至液态过滤器，

所述液态过滤器，用于除去来自水泵的水中的杂质，

液体调节器，用于控制所述液态过滤器输出的水的压力，

液体流量调节阀门，用于调节液体调节器输出的水的流量并把所述水输送至喷嘴的水路接口，

实验旋转梁部分包括：

实验台，其被固定在实验梁上端，

所述实验梁，其全部被置于低温环境箱内，

实验梁固定件，其与实验梁的下端连接，

电机，

联轴器，其中实验梁固定件通过联轴器与电机相连，