基于超疏水表面的飞机防除冰技术风洞试验研究
编号:369
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更新:2026-04-01 16:39:37 浏览:41次
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摘要
飞机结冰严重威胁飞行安全,飞机防除冰系统至关重要。传统防除冰系统以热气防冰、电热防冰为主,能耗较高,当遭遇极端大气条件时,防护功率不足,容易出现溢流冰现象。超疏水材料表面能够诱导水脱落,具备显著的防冰潜力,在飞机结冰领域获得了广泛的关注。在目前的研究中,超疏水表面的研究普遍局限在实验室条件下,常温大水滴(毫米级)低速(小于10m/s)撞击冷板,这与真实飞机的飞行状态不符。本文采用结冰风洞试验方式测试超疏水表面防冰效果,模拟真实飞机的结冰状态,风速90m/s,过冷水滴MVD20微米的,LWC1g/m3。基于铝合金基底,采用激光加工的方式制备表面微纳结构,形成超疏水表面。将超疏水表面与电加热膜相结合,关注超疏水表面温度与铝合金模型表面温度差异。为测试超疏水表面在低温状态下防冰适应性,采用多组温度进行测试,并调节防护功率。试验证明,在保证前缘防护区防冰效果的前提下,随着温度的降低,所需功率逐渐升高。超疏水表面温度明显高于铝合金表面温度,证明超疏水表面具备诱导水脱落的能力,大幅降低了防冰能耗。超疏水表面在静温-12℃情况下具有良好的防冰效果,无溢流冰情况,当静温降至-17℃时出现明显的溢流冰,证明在此温度下超疏水表面有一定的失效现象。本文的研究成果可以为超疏水表面在真实飞机应用的能耗评估提供一定的借鉴意义。
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