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电脉冲除冰难点与挑战

2022/07/16168 作者:佚名
导读:通过对国内外电脉冲除冰技术研究现状的整理,尤其是对国内研究现状的分析,可以发现,国内电脉冲除冰技术的研究起步较晚,还未完全掌握电脉冲除冰系统电动力学和结构动强度设计与分析方法、电脉冲除冰结构的疲劳寿命评估方法、电脉冲除冰技术的动强度和疲劳强度验证试验方法以及电脉冲除冰系统的综合优化设计与评估方法等关键技术,在型号应用方面更是处于空白状态。 如要将电脉冲除冰技术应用于型号飞机上,则必须要解决在飞机上

通过对国内外电脉冲除冰技术研究现状的整理,尤其是对国内研究现状的分析,可以发现,国内电脉冲除冰技术的研究起步较晚,还未完全掌握电脉冲除冰系统电动力学和结构动强度设计与分析方法、电脉冲除冰结构的疲劳寿命评估方法、电脉冲除冰技术的动强度和疲劳强度验证试验方法以及电脉冲除冰系统的综合优化设计与评估方法等关键技术,在型号应用方面更是处于空白状态。

如要将电脉冲除冰技术应用于型号飞机上,则必须要解决在飞机上应用的关键技术,也是电脉冲除冰技术研究的难点与挑战。

电脉冲除冰技术研究的难点之一是如何得到最优的脉冲电路以及除冰电脉冲激励的计算。考虑到脉冲电路参数间的关系是复杂的、综合作用的,需进行深入的理论研究以获得脉冲电路电压、电容、线圈尺寸、蒙皮材料以及线圈与蒙皮之间的间隙和脉冲力、脉冲时间等的基本关系,由此得到一个确定的设计方法,进而设计最优脉冲电路。在得到脉冲电路的基础上研究脉冲激励,但因为脉冲激励分布不均匀,若简单的建立模型施加总电磁力,会影响计算精度,需按照脉冲力分布特点进行有限元网格的划分,计算得到不同位置不同时刻的脉冲激励。

电脉冲除冰技术研究的难点之二是冰层失效准则的研究。冰层失效准则的研究是进行除冰效果研究的前提,冰层失效问题的影响因素繁多,尤其需要了解冰层的物理属性。由于冰层的物性参数受环境温度、液态水含量、水滴直径、撞击速度等因素的影响,同时冰檬皮间的粘附强度还受基层材料、表面粗糙度等约束,因此在不同条件下产生的冰层其物性参数差别很大。这些都是冰层失效准则研究的关键。而除冰效果的仿真研究,是通过计算覆盖在蒙皮上的冰层失效状态,模拟出电脉冲除冰的除冰范围,从而求解得到除冰效果。其中所选用的冰层失效准则是否适用是影响除冰效果计算的关键因素。

电脉冲除冰技术研究的难点之三是如何得到电脉冲除冰结构的疲劳寿命时间。通过对除冰结构疲劳性能的深入研究,从而获得电脉冲除冰结构的疲劳寿命评估方法。需结合蒙皮结构电脉冲除冰的动强度和疲劳强度验证试验,提出电脉冲除冰结构疲劳寿命的有效评估方法。为将来电脉冲除冰技术的装机应用奠定基础。

电脉冲除冰技术研究的难点之四是脉冲线圈以及系统研制的工艺要求。目前国内尚无能批量生产电磁脉冲线圈的厂家,并且尚无成熟的线圈制作工艺规程以及系统研制工艺规程。

在未解决上述难点之前,电脉冲除冰技术在国内飞机型号上的应用还需进行大量的理论研究与试验研究的积累。电脉冲除冰技术在国内飞机上的应用研究对国内防/除冰系统设计团队来说是极具挑战的研究项目。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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