摘要：为实现飞机表面积冰厚度非接触式高精度测量,建立压电传感器、铝板及冰层组成的有限元仿真模型,通过机电阻抗分析法研究了飞机结冰厚度对系统谐振频率及阻抗的影响规律,获得压电传感器设计参数;搭建地面冷环境实验平台,采用阻抗分析仪测量不同结冰温度和积冰厚度作用下的系统谐振频率。结果表明:基于压电传感器的谐振探测法能够有效测量基体表面0.2~5 mm厚度的冰层,可有效测量不同温度下积冰厚度;系统谐振频率与结冰温度及基体表面结冰厚度成反比关系,而系统电阻抗与结冰厚度成正比关系。

摘要：以结冰后的平面铝板为研究对象,开展导波结冰探测方法的数值和试验研究.采用两个压电元件粘贴于铝板表面,一个作为发生器,另一个作为接收器,并与铝板和冰层耦合,建立分析模型,采用数值模拟方法计算发生器激发出的导波在结冰平面铝板中的传播特性,分析导波的特征参数在不同频率条件下对冰层的敏感度,并建立结冰几何参数与导波传播特性之间的规律性关系.建立导波结冰探测试验平台,在不同的结冰长度和结冰厚度条件下监测导波信号在铝板中的传播规律,并与其在干净铝板中的传播特性进行对比,分析结冰参数对导波传播波形推移时间和峰值的影响规律,验证数值方法的正确性.计算和试验结果表明,导波在结冰的铝板中传播时,波包到达时间会随着结冰厚度的增加而发生推迟,且波包峰值随着结冰厚度的增加呈衰减趋势;而波包到达时间随着结冰长度的增加发生延迟,但峰值不会随之改变.

摘要：针对航空复合材料的结冰探测,该文提出了基于超声导波技术的解决方案,采用转移矩阵法建立了层状结构波导模型,绘制了相速度和群速度频散曲线,分析了超声导波在碳纤维增强复合材料板中的传播特性。在此基础上,基于现场可编程逻辑门阵列设计了由信号源和接收机组成的硬件电路,结合恒温箱搭建了结冰探测系统及其实验环境。通过测量回波信号波包相对时延的方式,验证了超声导波结冰探测方案的可行性,为飞机结冰探测领域提供了新思路。

摘要：飞机结冰探测系统对保障飞机安全飞行具有重要意义,而如何评估结冰探测系统满足安全性设计要求是飞机防护领域出现的新问题和新挑战。根据结冰探测系统设计方案,采用故障树分析方法,对结冰探测系统中主要功能进行了详细分析,重点详述了建树过程和简化方法。利用建立的故障树,对设计的方案进行定性分析和定量分析,通过定性分析得出飞机顶层设计需求,通过定量分析表明系统的设计可以满足失效概率的要求。

摘要：在飞机结冰问题中,过冷水滴粒径的不同会对飞机结冰产生不同的影响,当飞机遇到水滴粒径超过50μm的过冷大水滴时,容易形成粗糙的冰脊,对飞机飞行安全造成严重威胁。文中介绍了一种图像式过冷大水滴结冰探测系统,通过设计特殊的探头外形结构,使不同粒径的水滴在探头的不同位置结冰,采集探头特定位置的图像并使用图像处理技术对其进行分析,得到该位置的结冰厚度及其分布信息,判断过冷大水滴结冰的存在性。通过结冰风洞试验,验证了该系统具有区分常规结冰与SLD结冰的功能,并通过计算结冰边缘到探头边缘的距离,得到探头的结冰厚度及其分布信息,从而实现SLD结冰探测。

摘要：介绍了基于光强检测的结冰探测电路的设计方法与试验结果。选择了大面积PIN光电管C30809E,设计、制作光电转换电路和放大滤波电路,做好屏蔽和降噪处理,提高了信噪比,实现了对微弱光电流信号的检测。实测毛冰、明冰对808nm红外激光的反射强度,实现对3mm以上冰层的可靠检测。

摘要：飞机结冰是飞行过程中所面临的严重安全隐患,不同气象条件下会产生各种不同的结冰类型。文章介绍了几种常见冰型、成冰机理及其对飞机结构和系统可能产生的危害程度,分析研究了目前国内外飞机结冰探测技术的现状和发展趋势,总结了各种防除冰措施在飞机上的应用和技术特点,并以波音777飞机防除冰系统设计为例,说明典型飞机结构防除冰系统设计的特点和功能。

摘要：分析结冰探测器的工作原理,设计结冰探测器的硬件工作电路,该电路可以采集、解算结冰信号并对结冰等级进行判定。当严重结冰时,它发出告警信号,同时开启加热除冰功能,除冰结束后可再次进行结冰信号采集解算,重复完成结冰探测功能。

摘要：美国联邦航空局(FAA)在联邦注册报上发布了FAR25-129号修正案——结冰保护的启动,对运输类飞机结冰探测方式提出了明确要求,并要求采用指定的方式进行结冰探测。文中对FAR 25-129号修正案的背景进行了阐述,对FAR 25-129号修正案进行了解析,研究了现有运输类飞机结冰探测系统的现状,对典型的结冰探测方式进行了安全性分析,提出了满足FAR25-129修正案相关条款的符合性验证方法,对国内运输类飞机结冰探测方式提出建议。

摘要：结冰探测是飞机结冰防护系统运行的前提和依据,是结冰防护面临的首要问题。目前,针对探针结冰过程的研究缺乏实测数据,相关规律尚待验证。为更准确地模拟飞机遭遇的真实结冰环境,利用大型结冰风洞开展传感器结冰特性试验研究。采用探针阵列分布和冰形可重复性验证相结合的试验方法,通过在线实拍图像、实测结冰外形与结冰质量等数据,直观、定量地揭示探针表面水滴撞击的细节特征及变化规律。结果表明:探针圆柱表面的水收集系数沿轴向先增大后减小,存在极值点,且该点高度会随壁面边界层的发展逐步上升,变化量级处于2~30 mm之间;此外,各探针位置面对来流参数变化的敏感程度不同,结冰质量较大且对迎角变化敏感度较低的点,将具备更好的探测效果。实测数据与分析结果可为传感器探针的精确设计提供依据。