【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冻雨凝结模拟，更具体地，涉及航空机载高空结冰冻雨凝结试验设备及试验方法。
技术介绍
1、飞机结冰对飞行安全具有重大危害，当飞机在高空环境中处于低于冰点的温度下飞行，穿越云层时，云层中的过冷水滴粘附在飞机部件上并形成冰层。机身出现积冰问题，在地面时会进行人为除冰，但在高空环境中无法进行除冰，飞机上的大气数据系统直接暴露在机身外表面，一旦发生结冰现象会造成测量压力信号异常发生跳变等现象，导致测量不准，造成飞行数据错误，极易引发飞行事故。同时，大量试验研究结果表明，即使存在相当小的结冰量，如果发生在重要部位如机头空速管、机身空速管等，也会对飞机性能造成重大影响，存在安全隐患。
2、近年来，国内外学者关于飞机高空结冰问题开展了大量研究，而我国在航空领域起步晚，相关的测试能力技术存在不足，特别是在试验件的高空结冰模拟中，我国目前采用的还是在地面模拟方式的基础上将参数调整得更为严苛，再配合仿真模拟计算方法对实验数据进行模拟计算，而得到最终的实验数据，但实验结果与真实的高空环境仍存在较大差异，还需对实验方法进行进一步的优化。
技术实现思路
1、本专利技术为克服上述现有技术中试验件高空结冰模拟与实际存在较大差异的缺陷，提供航空机载高空结冰冻雨凝结试验设备及试验方法，通过更真实地还原高空结冰环境，以进一步提升试验结果的准确性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、航空机载高空结冰冻雨凝结试验设备，包括：箱体、与所述箱体连接的处理
4、试验件指飞机上会受到高空结冰影响的零件、装置或传感器等，试验件通过承载件固定在箱体内，喷雾模块和风力模块均位于箱体内部上方，试验件实际工作时的迎风面对着风力模块的出风口；其中喷雾模块用于喷出雾状液滴，模拟雾气、云层或雨滴等空气中液滴较多的环境；风力模块用于飞机行进时承受的气流；真空模块用于降低试验箱内气压，模拟高空低压环境；测量模块用于在试验过程中对试验箱内的环境的各项参数进行监测，包括压力、温度、湿度以及雾度等，同时将数据传送到处理模块，处理模块再根据数据对试验箱内的环境参数进行调整；湿度模块用于模拟空气中的湿度变化；第一温控模块用于调节试验箱内的温度变化；排水模块和排风模块用于排出试验箱内多余水量和风力。
5、过冷液滴的形成与环境的温度、气压，液体的温度、颗粒度都有关系，通过真空模块降低试验箱内的气压，由第二温控模块对喷雾模块中的水进行降温，进而实现过冷液滴的喷出，喷雾模块通入高纯度的水流，使其管道不易结冰；同时，在第一温控模块的配合下，喷雾喷出过程中也一直在降温，进而充分满足过冷液滴的形成条件；飞机实际行进时零部件结冰的最大原因是接触到过冷液滴，本试验设备通过在箱内形成过冷液滴，再使过冷液滴粘附在试验件上，进而充分模拟试验件在高空中的真实结冰情况，提升试验结果的准确性，为试验件的改进提供技术支持。
6、优选的，所述喷雾模块包括输水组件、与所述输水组件连接的阀门组件、分别与所述阀门组件连接的输气组件和喷头组件；所述喷头组件位于所述箱体内。
7、喷雾模块同时负责模拟环境中的雾气、云层或雨滴等状况，其中输水组件单独输出时用于模拟雨滴，输水组件配合输气组件，再通过阀门组件将水流和气流混合，再通过喷头组件喷出形成雾气，进一步的，喷头组件包括120度v型喷嘴和雾化喷嘴，120度v型喷嘴为大粒径喷嘴，可喷出扇形水幕，覆盖范围更广，雾化喷嘴为小粒径喷嘴，可喷出锥形水幕，满足不同粒径的液滴喷出的试验需求。
8、优选的，所述输水组件包括水箱、与所述水箱连接的水流过滤器、与所述水流过滤器连接的第一换热管道、与所述第一换热管道连接的变量泵、与所述变量泵连接的流量计、与所述流量计连接的第一压力传感器和与所述第一压力传感器连接的第一温度传感器；所述第一温度传感器与所述阀门组件连接，所述第一换热管道与所述第二温控模块连接。
9、输水组件中，水流过滤器将水流中杂质过滤掉；第一换热管道与第二温控模块连接，用于对水流进行降温或升温，保证试验需求，变量泵用于控制水流流量和流速，流量计、第一压力传感器和第一温度传感器均用于监测水流状态。
10、优选的，所述输气组件包括储气罐、与所述储气罐连接的减压阀、与所述减压阀连接的第二换热管道、与所述第二换热管道连接的调压阀、与所述调压阀连接的第二压力传感器、与所述第二压力传感器连接的气流电磁阀和与所述气流电磁阀连接的第二温度传感器；所述第二温度传感器与所述阀门组件连接，所述第二换热管道与所述第二温控模块连接。
11、输气组件中，减压阀和气流调压阀均用于控制气流的气压，第二换热管道与第二温控模块连接，用于对气流进行降温或升温，气流电磁阀用于切断气流，第二压力传感器和第二温度传感器均用于监测气流状态。
12、优选的，所述喷雾模块还包括旋转端与所述喷头组件连接的旋转组件，所述旋转组件通过管道与所述阀门组件连接且与所述处理模块电连接。
13、旋转组件的旋转端与喷头组件连接，具体的，喷头组件还包括安装管，v型喷嘴和雾化喷嘴均安装在安装管上，旋转组件的旋转端与安装管的端部连接，安装管在工作时连同v型喷嘴和雾化喷嘴一起旋转，进而增加喷雾面积，也使喷雾更均匀地喷洒，其中旋转组件包含有可旋转的密封接头和驱动件，驱动件与处理模块电连接。
14、优选的，所述喷雾模块还包括与所述水箱连接且设置有回流阀门的回流管道，所述回流管道的一端分别与所述喷头组件和所述阀门组件连通、另一端与所述水箱连通。
15、回流管道用于将输水组件管道末端和喷头组件中残留的水进行回收，回流管道一端与喷头组件中安装管远离阀门组件的一端连接，同时设有支流与阀门组件连接，同时回流管道上在安装管和阀门组件之间还设置有回流阀门，在非喷雾阶段，回流阀门打开，同时阀门组件中控制输水组件的水流的阀门关闭，此时再打开输气组件中的气流电磁阀输入气体，将管道中残留的水从喷头喷出或者从回流管道中吹回水箱内，防止输水组件管道和喷头组件内结冰，进一步的，回流管道上安装有回流调压阀，在利用气流排出水分时，回流调压阀起到背压作用，保持回流管道中的压力，避免管道内压力变化过大。
16、优选的，所述测量模块包括与所述箱体连接的激光粒度仪和与所述激光粒度仪连接的防雾装置；所述激光粒度仪包括均与所述箱体连接的发射器和接收器；所述防雾装置包括均分别与所述发射器和所述接收器连接的加热组件和气吹组件，所述气吹组件吹出的气流分别覆盖所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.航空机载高空结冰冻雨凝结试验设备，其特征在于，包括：箱体(1)、与所述箱体(1)连接的处理模块、均与所述箱体(1)连接且均与处理模块电连接的喷雾模块(2)、风力模块(3)、真空模块(4)、第一温控模块(5)、测量模块(6)和湿度模块(7)、与所述喷雾模块(2)连接且与所述处理模块电连接的第二温控模块(8)、安装于所述箱体(1)内且用于固定试验件的承载件(9)、均与所述箱体(1)连接且位于所述承载件(9)下方的排水模块(10)和排风模块(11)、以及与所述箱体(1)连接的箱门(12)；所述测量模块(6)对所述箱体(1)内部环境进行压力、温度、湿度以及雾度进行监测，所述第一温控模块(5)对所述箱体(1)内部环境进行温度调节；所述第二温控模块(8)对所述喷雾模块(2)进行温度调节。
2.根据权利要求1所述的航空机载高空结冰冻雨凝结试验设备，其特征在于：所述喷雾模块(2)包括输水组件(201)、与所述输水组件(201)连接的阀门组件(202)、分别与所述阀门组件(202)连接的输气组件(203)和喷头组件(204)；所述喷头组件(204)位于所述箱体(1)内。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。