基于控制律的电加热防除冰系统设计与验证

熊建军， 刘 锡， 冉 林， 赵 照

(1.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；2.中国人民解放军32033部队，海南 海口 570100)

飞机结冰是影响飞行安全甚至导致灾难性事故的重要原因之一，世界各航空大国对飞机结冰问题的研究极为关注。为了防止飞机某些部位结冰，或结冰时能间断地除去冰层，必须采取适当的防除冰技术。飞机采取的防除冰技术，主要取决于机种、电源功率、待防护表面大小和防冰重要程度等因素[1-3]。结冰风洞是一种性能复杂的大型特种风洞，是完成结冰适航合格审定的地面试验设备。2013年我国首座大型结冰风洞建成，电加热防除冰试验技术是结冰风洞防除冰试验技术研究的重要内容之一[4]。电加热防除冰技术因具有低能耗、易控制等优点，已成为目前最为常用的防除冰装置。电加热防冰是在飞机结冰发生前，通过电加热原理，使飞机需要防冰表面温度高于冻结点，使水滴无法冻结而防冰；电加热除冰是发现飞机部件结冰后，通过自动或手动启动电加热除冰系统，利用热力原理，破坏冰层和蒙皮之间的黏附应力，在气动力或离心力等外力的作用下脱落，达到除冰的效果。控制律电加热防除冰系统是使飞机部件电加热元件的供电回路按照一定规律周期接通/断开，不同的控制律对电加热防除冰系统的工作产生很大的影响。由于飞机上电能受限，高效的控制律电加热防除冰系统设计和结冰风洞试验验证是飞机防除冰系统设计的关键技术之一。……