李 钊杨广珺蒋 锋

1．西北工业大学 航空学院,西安 710072;2．西北工业大学 无人机特种技术国防科技重点实验室,西安 710068;3．中国空气动力研究与发展中心 结冰与防除冰重点实验室,四川 绵阳 621000

0 引 言

飞行器或风力机在湿冷环境下工作时,云层中的过冷大水滴不断撞击翼面并形成积冰,破坏翼面外形光滑度,使载荷分布发生变化,影响工作性能甚至飞行安全[1]。因此,防除冰问题一直是航空及风力机领域的重要研究内容[2]。在结冰程度较弱的情况下,若不及时处理积冰,任其增长,可能会在某时造成突发性灾难;若持续除冰,则势必消耗大量能源。为评价翼面状态并将潜在威胁告知驾驶员或控制中枢、在积冰达到危险阈值前进行除冰,从而在确保安全的前提下尽可能降低能耗,就需要及时感知翼面外界环境和积冰状态。

刘胜先等[3]利用模态分析系统对不同积冰状态下的风力机叶片进行了模态分析,提取了叶片积冰参数特征指标,并由此诊断出叶片积冰状态。卢方[4]、张岩松[5]等分别建立了基于压电陶瓷技术和光强调制型光线探测技术的风力机叶片积冰监测方法,可根据接收信号检测结构结冰状态。但目前关于翼型结冰过程的研究大多集中在数值模拟及积冰对气动特性的影响方面[6-7],即使采用传感器监测翼面结冰状态,也仅是将实验模型置于冰柜中进行静态的积冰、除冰研究,这无疑与实际情况有所不同。

目前,关于大弯度翼型在积冰动态载荷下的振动监测、冰致气流振荡引起不同材质蒙皮的振动响应和结构安全等方面的研究较少。……