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第1章 飞机结冰概述1

1.1 大气中云层的类型1

1.1.1 层云2

1.1.2 积云2

1.2 云形成的要素3

1.2.1 大气中的水蒸气3

1.2.2 大气中水蒸气的分布7

1.2.3 大气中水蒸气的相态变化8

1.2.4 大气冷却9

1.2.5 凝结核14

1.3 云的物理性质及其表述方法15

1.3.1 云高和云厚15

1.3.2 水滴的物态16

1.3.3 云层温度16

1.3.4 云的含水量和水滴浓度17

1.3.5 水滴尺寸17

1.4 云的特性变化规律18

1.4.1 过冷云特性随高度变化18

1.4.2 过冷云特性随季节变化19

1.4.3 过冷云特性随地理位置变化19

1.4.4 云中液态水含量LWC20

1.4.5 云中液滴尺寸分布MVD20

1.4.6 云层中的其他水滴形态21

1.5 过冷水滴和飞机结冰23

1.5.1 过冷水滴23

1.5.2 飞机结冰的原因24

1.5.3 飞机结冰的主要形式24

参考文献25

第2章 飞机表面水滴撞击特性预测方法27

2.1 部件表面的结冰区及结冰量27

2.1.1 部件表面的水滴撞击特性27

2.1.2 水滴溢流区及冰冻结系数32

2.2 气流中水滴运动的微分方程33

2.3 绕简单几何体流动时的水滴轨迹40

2.3.1 绕正圆柱体流动的水滴运动轨迹40

2.3.2 绕旋转椭球体运动的水滴轨迹计算42

2.4 机翼翼型的水滴撞击特性计算46

2.4.1 水滴轨迹计算46

2.4.2 图解法求水滴撞击特性50

参考文献56

第3章 飞机结冰防护表面的热流分析计算58

3.1 结冰表面传热58

3.2 对流换热比热流及对流换热系数59

3.2.1 圆柱－平板法求解表面对流换热系数59

3.2.2 边界层积分法求解表面对流换热系数61

3.3 表面水蒸发／冰升华散热热流69

3.3.1 求解传质系数70

3.3.2 求解绝对湿度71

3.4 其他热流73

3.4.1 边界层摩擦加热比热流73

3.4.2 加热收集到的水所需比热流73

3.4.3 表面上水冻结时的放热比热流73

3.5 结冰表面温度74

3.5.1 防冰所需比热流74

3.5.2 结冰表面温度74

3.6 经典的机翼表面结冰二维数学模型75

3.6.1 各项热流的计算76

3.6.2 Messinger模型的求解77

3.7 机翼表面结冰冰形模拟79

3.7.1 机翼表面结冰增长模拟79

3.7.2 计算结果验证80

参考文献86

第4章 飞机结冰防护方法88

4.1 液体结冰防护系统88

4.1.1 防冰液需用量89

4.1.2 防冰液的分配方法91

4.2 机械结冰防护系统93

4.2.1 膨胀管除冰系统94

4.2.2 电脉冲除冰系统95

4.3 热结冰防护系统97

4.3.1 热气防冰系统101

4.3.2 电热结冰防护系统103

4.4 其他结冰防护技术108

4.4.1 超疏水表面涂层结冰防护技术109

4.4.2 微波结冰防护技术109

4.4.3 超声波结冰防护技术110

4.5 典型飞机结冰防护系统实例111

4.5.1 美国波音737飞机的防冰系统111

4.5.2 美国波音707飞机的防冰系统114

4.5.3 空客A330飞机的防冰系统119

参考文献121

第5章 热气防冰系统设计与性能分析123

5.1 热气防冰系统结构参数123

5.1.1 笛形管结构参数124

5.1.2 防冰腔结构参数125

5.2 笛形管设计方法126

5.2.1 笛形管设计流程126

5.2.2 笛形管内空气流动参数计算127

5.3 防冰腔的结构参数研究134

5.3.1 几何模型134

5.3.2 笛形管中心坐标（x，y）对表面温度分布的影响136

5.3.3 射流孔角度θ对表面温度分布的影响136

5.4 热气防冰系统性能分析137

5.4.1 外部热问题计算137

5.4.2 内部热问题计算137

5.4.3 耦合计算表面温度138

5.4.4 蒙皮表面温度计算举例140

参考文献142

第6章 结冰防护系统试验144

6.1 试验目的及内容144

6.2 试验方法144

6.2.1 地面试验145

6.2.2 高空飞行试验148

6.3 主要参数测量方法152

6.3.1 表面温度测量152

6.3.2 液态水含量（LWC）测量154

6.3.3 水滴直径（MVD）测量158

6.4 结冰探测器159

参考文献161

第7章 飞机结冰适航验证方法163

7.1 概述163

7.2 世界各国的适航条例164

7.3 飞机防／除冰适航性技术要求165

7.4 飞机结冰适航审定程序167

7.5 典型需防冰部件的结冰合格审定过程169

7.5.1 机翼、垂直水平安定面的典型飞行中结冰审定过程179

7.5.2 发动机进气系统的典型飞行中结冰审定过程182

7.5.3 风挡的典型飞行中结冰审定过程183

7.5.4 大气数据系统探头和传感器的典型飞行中结冰审定过程183

7.5.5 天线、油箱、整流罩、立管、撑架和其他突出物典型飞行中结冰审定过程184

7.6 典型需结冰防护部件的结冰合格审定的符合性方法184

参考文献185

附录187