题目：飞机防冰热载荷计算及防冰系统 试飞技术研究

 

飞机在结冰气象条件下飞行时，云层中的过冷水滴会撞击飞机表面，会使机翼、尾翼、发动机进气道等部件表面结冰。结冰会影响飞机的稳定性和操纵性，严重时还会导致空难发生。目前我国正在研制支线飞机和大型客机，其中，支线客机正在进行适航认证试飞。本文的重点对民机防冰系统试飞方法进行了研究。

本文首先分析了相关适航条款及咨询通告关于防冰系统的相关要求，对国外防冰系统适航验证进行了综述，介绍了C-130J运输机防冰系统适航审定工作。随后本文建立了防冰系统数值仿真模型，通过建立和求解连续性方程和动量方程，得到水滴速度和容积分数，进而计算局部水收集系数。对于防冰热载荷计算，对流换热系统对热载荷影响很大，提出了利用边界层积分方法来计算对流换热系数的方法，计算了ARJ21-700飞机二维和三维条件下的机翼防冰热载荷，并对结果进行了分析。

最后，本文描述了ARJ21-700飞机的机翼防冰系统的适航审定试验过程，分析了适航审定条款，制定了适航审定试验的方案，并提出了相应的测试参数以及测试方案的设计原则；随后针对自然结冰试验的高风险性，分析了可能的风险源，制定了相应的风险应对预案，最后，给出了部分ARJ21-700飞机自然结冰的试验结果。