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飞机防冰排雨系统的分析与研究发布时间：2022-08-21T01:25:44.912Z 来源：《科技新时代》2022年1月第1期作者：胡文祺[导读] 如今飞机已经是人们出行的重要交通工具胡文祺空军工程大学陕西省西安市摘要：如今飞机已经是人们出行的重要交通工具，飞行因为阻力小、省油等原因飞机的巡航高度在八千到一万两千米之间，而每上升一千米的高度空气温度下降6摄氏度，所以飞机航行所在高空温度极易产生结冰现象。
在没有防护措施的情况，飞行在结冰的气象条件下，飞机迎风的一面会出现一定的结冰现象。
在飞机飞行结冰的情况下这样不仅仅会破坏飞机整体的气动布局，而且还会增加飞机的整体重量和增加很多的阻力，飞机的操纵性能会降低，飞机也会因为传感器的结冰而指示失常和失真。
所以说飞机的排雨防冰系统是飞机上必不能缺少的系统。
关键词：防冰排雨系统，工作原理，组成与应用 1.飞机结冰的影响 1.1机翼结冰飞机外表面结冰，尤其是机翼的外表面结冰，严重影响了飞机飞行的安全性。
即使是来自冰、雪或霜冻的轻微污染也会损坏机翼表面，另一方面，冰的粗糙度相当于中等程度的砂纸，可以将控制质量降低到危险水平和失速范围。
机翼表面粗糙，在地面效应和自由空气两种条件下损失最大升力系数。
由此产生的升力损失很大，以至于拥有高性能超临界翼型机翼的飞机无法起飞。
实验表明，由于纸张导致机翼表面粗糙，在摇杆振动仪发出失速警报之前，平板机翼的最大升力被降低了。
飞机的大部分升力是由机翼和尾翼产生的。
机翼和尾翼结冰后，主要在机翼前缘积冰，机翼阻力升高，升力下降，恶化飞机操纵性能，降低飞机稳定性。
1.2发动机进气部件结冰飞机在结冰天气下飞行时，飞机发动机的压缩机的前缘卡环、涡轮风扇发动机的进气道的前缘、第一压缩机的前导流翼都会发生结冰现象。
飞机发动机压缩机前缘整流：气动形状破坏，吸气速度分布不均，空气局部分离，造成发动机叶片振动。
若冰层随着气流进入到了发动机压气机的内部，就会使压气机受到机械损伤。
飞机新式防除冰方法研究摘要随着时代的不断进步和更新，飞机在人们日常生活中的地位不断提高，越来越多的飞机投入使用，因此对于提高飞机安全飞行的研究有着重大的意义。
其中因为飞机结冰造成飞行事故的案例越来越多，飞机结冰对飞行安全的危害越来越严重。
飞机结冰指的是飞机表面的一些部位出现冰层的现象，出现这些冰层的主要原因是飞机在结冰环境下飞行，机体表面所接触到的过冷水滴或者雨滴通过凝固形成的，也可以直接由水汽在机体表面凝华而成。
只要外界环境适宜就会发生结冰现象，通常来说是5℃左右。
随着飞机制造业的不断发展，针对飞机防除冰问题也有几种不同的解决方案，目前主要有气动防除罩技术（利用放除罩除冰）、液体防除冰技术（利用除冰液除冰）、电热防除冰技术（利用电热除冰）、气热防除冰技术（利用气热除冰）等。
但是这几种技术都不是特别完美，都有着各自的不足之处。
因此需要构思新的飞机防除冰技术。
本论文会从飞机结冰原因讲起，对比现存的防除冰技术，引出所构思的新式防除冰技术，即拟选用一种更好的材料来作为电热防除冰技术的加热元件以达到更好的防除冰效果。
关键词：飞机结冰原因防除冰技术加热元件Research on the new anti icing technology of aircraftABSTRACTWith the continuous progress and renewal of the times, the status of aircraft in people's daily life continues to improve, and more and more aircraft are put into use. Therefore, it is of great significance for the study of improving the safe flight of aircraft.There are more and more flight accidents caused by aircraft icing, so more attention should be paid to aircraft icing.Aircraft icing refers to the phenomenon of ice layer on some parts of the aircraft surface. These ice layers are mainly formed by supercooled water drops in clouds or supercooled rain water in the process of rainfall contacting the aircraft and then solidified. They can also be directly formed by condensation of water vapor on the surface of the aircraft. Generally speaking, as long as there is an appropriate ambient temperature, usually at 5 ℃, ice will occurWith the continuous development of aircraft manufacturing industry, there are several different solutions to the problem of aircraft anti icing, including pneumatic anti icing technology, liquid anti icing technology, electric anti icing technology, air thermal anti icing technology, etc. But these kinds of technologies are not perfect and have their own shortcomings. Therefore, it is necessary to conceive a new aircraft anti icing technology. This paper will start from the cause of aircraft icing, compare with the existing anti icing technology, lead to the new anti icing technology, that is to choose a better material as the heating element of electric anti icing technology to achieve better anti icing effect.Key words: cause of aircraft icing anti icing technology heating element目录摘要 ................................................. I ABSTRACT ............................................ II 1引言 (1)1.1选题的研究背景和意义 (1)1.2研究内容............................. 错误!未定义书签。
飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估一、引言飞行安全一直是航空领域中最重要的考量之一。
恶劣天气条件下，尤其是结冰天气，极大地增加了飞行风险。
自然结冰对于飞机的性能和安全都会产生不可忽视的影响。
因此，准确预测和评估飞机试飞过程中的自然结冰潜势，对于确保飞行安全至关重要。
二、自然结冰的形成及影响自然结冰是指飞机在飞行中遭遇到的大气温度低于冰点（0℃）时，空气中的水蒸汽在飞机上冷凝成冰的现象。
这些冰的形成会导致飞机表面的增加阻力、损失升力、降低机动性能和增加飞机重量等不利影响。
因此，在飞机试飞前对自然结冰潜势进行预测和评估，是确保飞行安全和可靠性的必要步骤。
三、飞机试飞的自然结冰潜势预测方法针对飞机试飞过程中可能遭遇自然结冰的风险，科学家们提出了多种自然结冰潜势预测方法。
其中，常用的方法包括地面预测模型、卫星观测和气象雷达等。
以地面预测模型为例，它基于大气的温度、湿度和空气流动等参数，通过计算和模拟飞机表面冷却的速度和程度，来预测自然结冰的潜势。
四、自然结冰潜势的检验评估为了验证和评估自然结冰潜势预测方法的准确性和可靠性，科学家们进行了大量的实验和试验。
试验中，飞机模型和真实飞机参与到飞行试验中，通过冰晶探测器和红外测温仪等设备，对飞机表面的温度和冰晶的形成进行详细记录和分析。
与此同时，飞行员还对试飞过程中的操纵和性能进行评估，以验证预测结果的准确性和可行性。
五、自然结冰潜势预测与机载冰保护技术除了自然结冰潜势的预测和检验评估，科学家们还积极研究和发展机载冰保护技术。
机载冰保护系统能够通过加热表面、振动杆等方式，防止冰的形成或快速去除冰层。
这些技术的应用，可以大大减轻飞机的结冰负荷，提高飞行安全性能，并减少试飞过程中的风险。
六、结论飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估是一个复杂且具有挑战性的任务。
准确识别和预测自然结冰潜势，能够及时采取相应的措施，降低结冰带来的飞行风险。
毕业设计（论文）题目：飞机积冰的分析预报技术研究学生姓名蒋园指导教师熊春晖二级学院龙蟠学院专业电子信息工程班级电子一班学号 0660134967 提交日期年月日答辩日期年月日目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)1 绪论 (1)2 飞机积冰概述 (2)2.1 飞机积冰的形成 (2)2.2 飞机积冰的强度 (3)2.3 产生飞机积冰的气象条件 (5)2.4 积冰条件下的飞行 (8)3 飞机积冰的分析预报技术研究 (11)3.1 飞机积冰的类型及影响因素 (11)3.2 中尺度数值模式 (12)3.3 飞机积冰的预报算法 (13)4 积冰预报实验分析 (19)5 结论 (21)参考文献 (22)飞机积冰的分析预报技术研究摘要本文分析研究了飞机积冰的物理过程和影响因子，试验对比积冰算法。
采用MM5中尺度数值模式和预报产品，建立了飞机积冰预报模型，用历史飞机报告检验及业务运行验证，预报效果较好。
关键词：飞机积冰；中尺度；数值模式；业务预报Analysis of Aircraft icing forecast techniqueAbstractThis paper studies the physics of aircraft icing processes and influencing factors，Experimental Comparison of ice accretion algorithm。
Using MM5 mesoscale numerical model and forecast products，Established prediction model aircraft icing，Aircraft with a history report of inspection and certification business operations, forecast is better.Key words:Aircraft icing；Mesoscale；Numerical model；Business forecast1 绪论随着航空技术的发展，飞机性能得到改善，飞机速度大、升限高，且配有防冰装置，这些使飞机积冰的危害在一定程度上减小了。
关于飞行积冰的研究摘要随着时代的不断进步，许多技术难题不断被攻克，民用航空业一日千里地前进着。
但是有些气象现象仍然限制着航班运行、甚至威胁着飞行安全。
影响航空运输安全的危险天气因素很多, 例如，飞机积冰、雷暴、积雨云、雷电、风切变、湍流等。
在冬天，特别是北方，飞机积冰是比较常见的现象。
本篇论文将对这一常见气象现象进行介绍，并对积冰的各种常见原因、形成、以及造成的后果和几种常见的除冰方法进行探究。
使人们近一步对飞机积冰这一现象有比较深刻的认识，在今后的学习和工作中能够熟练的运用相关知识，提前对相关危害进行预防与处理。
关键词：飞行安全, 积冰，预防与处理The study of Airplane IcingAbstractWith the development of the society, because of lots of technical problems are resolved, civil aviation makes progress by leaps and bounds. However, some meteorological phenomenona still limit the flight safety, and even threaten the flight safety. There are lots of meteorological phenomenona that disserve the flight safety, such as icing, thunderstorm, cumulonimbus, thunder, wind shear, and turbulence. In winter, especially in the north area, airplane icing appears easily. This paper expound what icing is, how it generates, forms, and how it affects the performance of the airplane. It intends to help people realize the icing problems and know some methods about prevention and treatment in future.Key Words: Flight safety; Icing; Prevention and treatment目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章引言 (1)第二章积冰的概述 (2)2.1积冰的形成 (2)2.3积冰的危害 (3)2.3积冰的危害 (4)第三章各种天气系统与积冰 (8)3.1积冰与云 (8)3.2积冰与锋面天气 (11)第四章积冰的预防与处理 (13)4.1积冰的预防与处理措施 (13)4.2 防冰、除冰 (13)第五章总结和展望 (15)参考文献 (16)致谢 (17)第一章引言随着全球经济的快速发展,全球各个行业发展迅速，民用航空业也得到了快速的发展。
航空飞行器的结冰成因及防冰措施研究作者：张建军来源：《科技风》2019年第30期摘;要：航空飞行器结冰问题对航空飞行的安全性与高效性的不良影响较多，引发的后果较为严重，对航空飞行器结冰问题进行全面预防以及有效除冰是至关重要的，以此防止结冰问题引发事故，保障航空飞行的安全。
通过保障航空飞行器各装置优良状态、利用飞行器防冰系统、掌握航空天气变化、合理规划航空飞行线路、利用多种加热策略除冰等策略，来预防和解决结冰问题。
本文对航空飞行器的结冰与防冰进行探究。
关键词：航空飞行器;结冰;防冰航空飞行器在低温、潮湿的环境当中运行，容易出现结冰现象。
航空飞行器结冰会为航空飞行带来多样化的不良影响，导致航空飞行装置的各项功能无法正常的运行，飞行员的操作视野会被遮挡，综合作用下使航空飞行的安全度降低，极有可能引发飞行安全事故，造成的后果不堪设想。
因而，针对航空飞行器结冰问题，有必要采取有效的防冰措施进行预防和改善。
1 航空飞行器结冰的形成原理如何有效的改善与解决飞行器结冰问题，需先对航空飞行器结冰形成的原理进行掌握，以此更有针对性的对结冰问题进行预防和处理。
航空飞行器结冰的形成主要与飞行环境当中的“温度”与“湿度”两个要素有关，航空飞行器外表面与外界空气接触，当温度与湿度达到一定程度时就会产生结冰状态。
首先，航空飞行器高空飞行期间，在低温、高湿度状态下易结冰，这种状态下液态的水因低温就会凝结成固态冰，高空大气中的液态水附着于飞行器表面，遇冷结冰。
另外，在高空云层中存有大量的过冷水滴，其状态稳定性差，飞行器在云层中穿梭会产生振动，当飞行器表面的温度在零度以下，过冷水滴接触飞行器结构表面后就会凝结成冰。
总结来说，飞行器的结冰与所穿越云团的温度、湿度、云团状态、降水、时令等状况息息相关。
飞行器结冰状态根据程度可以分为弱积冰、中积冰、强积冰，强积冰通常发生于大气环境温度在-2℃--10℃范围内、飞行器穿梭过积雨云与浓积云等情况下，而当飞机穿梭于云层或层积云时，弱积冰与中积冰较为常发。
一种飞机空中积冰潜势诊断指数与检验评估周琦浩;施钰鲲;王子祎;孙俊颖;蒋瑜【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2024(52)1【摘要】飞机积冰是影响飞行安全的重要危险天气,准确的积冰诊断对民航运行与安全具有重大意义,特别是对国产大飞机适航取证具有重要作用。
本文参考改进的CIP(Current Icing Potential)指数,使用垂直速度和云中液态水含量对积冰潜势诊断指数进行优化得到SCIP(Simplified Current Icing Potential)指数,该指数直接基于大气层结资料给出较为准确地飞机积冰潜势,具有命中率高、实用性强的特点。
用2021年2月28日至12月31日民航航空器报告对原CIP指数和SCIP指数进行对比验证评估,发现相比于原CIP指数,SCIP指数具有更优异的ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)和TSS评分(True Skill Score)。
但是对于不同程度的积冰,原CIP指数和SCIP指数均表现出较一致诊断效果,表明SCIP 指数对诊断飞机积冰潜势具有重要作用,但无法判断积冰强度。
根据2020年3月16日陕西区域飞机结冰个例验证表明增加垂直速度和云中液态水含量的影响对飞机积冰的描述更加细致,对提升积冰潜势诊断效果具有重要意义。
【总页数】9页(P132-140)【作者】周琦浩;施钰鲲;王子祎;孙俊颖;蒋瑜【作者单位】中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心【正文语种】中文【中图分类】P426.3;V321.2【相关文献】1.国家级强对流潜势预报业务进展与检验评估2.一种改进的飞机自然结冰潜势算法研究3.卫星资料统计全球飞机积冰潜势分布特征4.飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估5.一种优化的基于对流可分辨模式的飞机积冰潜势概率预报方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
１４４气象科技第３１卷机积冰的诊断、预报。
以飞机报告作为判断预报结果是否正确的检验标准。
对各预报方法的效果进行了分析和比较，提出了积冰综合预报方法。
用３７例飞机积冰报告作检验，有３０次预报正确，有７次预报不正确，积冰预报准确率达８１．１％，预报效果较好。
由此可见，基于中尺度数值预报模式和产品研究开发的综合积冰预报方法对飞机积冰有较强的预报能力。
以２００１年１月４日为例。
当日，某部在开封进行飞行训练。
１３时０６分、１３时１２分先后有两架飞机在准备着陆阶段，下降高度至４００ｍ处，因机翼、尾翼积冰，突然失速坠毁。
在３日２０时５００ｈＰａ图上，从山西南部至湖北西部有一小槽，开封处于偏西气流中。
在７００ｈＰａ图上，从河南西南部至湖北西北部有小高压，切变线位于南京、汉口、重庆一带，开封受西北西气流控制。
４日０８时，开封５００ｈＰａ受西北西气流控制，中低层处于槽前，地面为冷高压控制。
１００ｋｍ以南有雨区。
１２时３０分，飞机侦察天气：４００ｍ入云，１５００ｍ云上碧空。
图３、图４分别为本系统制作的１月４日０８时９５０ｈＰａ６小时、１２小时飞机积冰综合预报图。
图５为１月４日０８时８５０ｈＰａ６小时飞机积冰综合预报图。
从图中可以看出，系统准确地预报出在近地面层较低高度上有轻一中度积冰区，位于开封、郑州、武汉一带，而８５０ｈＰａ以上飞行空域内没有积冰。
飞机较长时间在有利于积冰的云中飞行，造成了机翼、尾翼积冰。
图６、图７、图８分别为系统采用的单种方法诊断的１月４１３０８时９５０ｈＰａ６小时飞机积冰预报图，其中，ＲＡＯＢ积冰预报方案、ＮＡＷＡＵ积冰预报方案、ＲＡＰ积冰预报方案较好预报出了积冰区域和高度。
图５１月４日０８月Ｊ８５０ｈＰａ飞机积冰６小时预报图图６１月４同０８时９５｛ＩｈＰａＩ，］ｈＯｌＪ方法Ｅ机祧冰６小时预报罔第３期王洪芳等：飞机积冰业务预报技术研究１４５图８１月４日０８时９５０ｈＰａＲＡＰ＾法ｂ机积池６小叫硕拒嘲５讨论参考文献（１）本文采用ＭＭ５中尺度模式，根据云、积冰影响飞行活动的特点，提高中低层的垂直分辨率，将模式的中低层特别是８５０ｈＰａ以下的低层增加垂直分层（６层）。
提高了对小尺度现象的识别和预报能力，为积冰预报提供更细致的背景场。
这样对于飞机的起飞、着陆阶段及飞行高度低的中小飞机来说，增加了预报的依据和可靠性。
（２）对几种积冰算法进行了对比试验，结果表明，ＲＡＯＢ积冰预报方案、ＮＡＷＡＵ积冰预报方案、ＲＡＰ积冰预报方案预报效果较好；而ＳＴＯＶＥＰｌＰＥＥ机积冰算法特别侧重于强度在中度以上的积冰，依赖于地面观测网的时空密度，预报时效短（１２小时以内）；ＳＫＥＷ算法预报严重积冰效果较好。
（３）通过对比分析国内外已成熟的积冰预报方法发现，传统的统计预报方法没有生命力。
在现有的观、探测系统下，要想进一步改进提高基于模式输出基本物理量场的积冰算法的预报准确率也是十分困难的。
而研究合理的云微物理参数化方案、直接利用模式显式预报的云中液态水含量等与积冰关系密切的云参数来识别积冰潜在性的预报算法［９一，以及应用卫星遥感观测资料来判识飞机积冰区等方法【ｔ０３，具有较好的前景。
１ＧａｒｒｉｅｒｅＪＭ，ＡｌｑｕｉｅｒＳ，ｃｈｒｉｓｔｉｎｅＩ．Ｂ，ｅｔａｌＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｅｃｍｓｔｉｃｉｎｇｒｉｓｋｉｎｄｉｃｅｓＭｅｔ棚ｒｏｌＡｐｐｌ，１９９７，４：１１５１３０２ＳｃｈｗａｒｔｚＢＴｈｅＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｕｓｅｏｆＰＩＲＥＰｓｉｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｖｉａｔｉｏｎｗｅａｔｈｅｒｇｕｉｄａｎｃｅｐｒｏｄｕｃｔｓＷ衄Ｆｏｒ“ａｓｔｉｎｇ，１９９６．１１：３７２～３８４３Ｂｒｎ／ｎｔ］ｅｓＢ１１ａｎｄ＂／＇ｈｏｍｐｇｍＧＡ㈣ｓｔｕｄｙｏｆａｍｏｄｅｒａｔｅｔｏ５ｅ—ｖｅｒｅｉｃｉｎｇｅｖｅｎ（ｄｕｅｔｏｆｒｅｅｚｉｎｇｄｒｉｚｚｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｉｓｐ１９９４ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍ１４”ＣｏｎｆＯｎＷＡＦ，１９９４４ＣｏｂｃｒＳＧ，ＧｅｏｒｇｅＡ１ａｎｄＳｔｒａｐｐＪＷＡｉｒｃｒａｆｔＩｃｉｎｇＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ￥ｉｎＥａｓｔＣｏａｓｔＷｉｎｔｅｒＳｔｏｒｍｓＪＡｐｐＩｉＭｅｆ…．１９９５．３４：８８～１００５ＢｅｒｎｓｔｅｉｎＢＣＡｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｌＤｃａｔｉｏｎｓｗｈｅｒｅ￥１１一ｐｅｒｅｏｏｌｅｄｌａｒｇｅｄｒｏｐｌｅｔｓｆｌｒｅｌｉｋｅｔｙｔｏｅｘｉｓｔ：ｔｈｅｓｔｏｖｅｐｉｐｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ１５。
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ｒｏｌｏｇｙ４“Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ［ＣｘｍｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡｖｉａｔｉｏｎＷｅａｔｈｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９１２４—２７飞机积冰业务预报技术研究作者：王洪芳， 刘健文， 纪飞， 董佩明作者单位：王洪芳(北京大学物理学院,北京,100871;空军第七研究所,北京,100085)， 刘健文,纪飞,董佩明(空军第七研究所,北京,100085)刊名：气象科技英文刊名：METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2003,31(3)被引用次数：7次参考文献(11条)1.Schwartz B The Quantitative use of PIREPs in developing aviation weather guidance products 19962.Garriere J M;Alquier S;christine L B Statistical verification of forecast icing risk indices 19973.Politovich M K;Sand W R A proposed icing severity index based upon meteorology 19914.Ellrod G P Remote sensing of aircraft icing regions using goes multispectral imager data 19965.TREMBLAY A Explicit mesoscale forecasts of aircraft icing regions 1995nkford T T Aircraft Icing: 19997.SMITH T L;Ramer J E;Benjamin S G MAPS forecasts of aviation- impact variables6th Conf 19958.Thompson G;Bruinties P T;Brown B G Intercomparison of in-flight icing algorithms 19979.Bernstein B C A new technique for identifying locations where supercooled large droplets arelikely to exist: the stovepipe algorithm 199610.Cober S G;George A I;Strapp J W Aircraft Icing Measurements in East Coast Winter Storms[外文期刊] 199511.Bruintjes B T;Thompson G A case study of a moderate to severe icing event due to freezing drizzle during the wisp 1994 field program 1994引证文献(7条)1.翟菁.周后福.申红喜.梁爱民.胡雯.孔俊松.邱学兴.邓淑梅航空气象要素预报算法和个例研究[期刊论文]-气象研究与应用 2010(1)2.任建奇.严卫.叶晶.韩丁云相态的卫星遥感研究进展[期刊论文]-地球科学进展 2010(10)3.李红金.李鲲.许丽人.张文良直升机飞行危险天气区数值建模方法研究[期刊论文]-装备环境工程 2009(2)4.庞朝云.张逸轩甘肃中部地区飞机积冰的气象条件分析[期刊论文]-干旱气象 2008(3)5.迟竹萍飞机空中积冰的气象条件分析及数值预报试验[期刊论文]-气象科技 2007(5)6.程周杰.王洪芳.白洁云微物理参数的地基探测反演研究综述[期刊论文]-气象科技 2007(1)7.曹丽霞.纪飞.刘健文.白洁.王新炜云微物理参数在飞机积冰分析和预报中的应用研究[期刊论文]-气象 2004(6)本文链接：/Periodical_qxkj200303003.aspx。
