一种高空冰晶结冰现象地面的模拟系统

本发明涉及飞机和发动机结冰，特别是涉及一种高空冰晶结冰现象地面的模拟系统。

背景技术：

1、飞机和发动机的结冰问题一直是威胁飞行安全的重要因素，早前的相关研究主要集中在过冷水滴结冰方面。有关调查研究表明，商用飞机在超过7000的高空时经常发生发动机失效事故并且事故的原因是高空冰晶进入发动机造成的冰晶结冰。

2、冰风洞是地面试验最先进的设备之一，能够在一定范围内模拟结冰气象条件，实现可控的结冰试验，利用现有冰风洞开展冰晶结冰的地面试验技术研究，主要包括：改进现有试验设备使冰风洞具备模拟冰晶结冰能力，体现在冰晶生成、存储和输送等；冰晶粒子的撞击动力学特性研究；混合相/冰晶结冰机理研究；冰晶/混合相结冰的影响因素研究等。目前世界上具有冰晶结冰实验能力的冰风洞主要有cox冰风洞、加拿大的发动机高空实验研究设备、美国的推进系统实验室、德国布伦瑞克冰风洞。各国研究者在上述冰风洞中开展了大量的实验，探究冰晶的结冰机理。

3、冰风洞试验技术难度高，工艺复杂，新建具有冰晶结冰实验能力的冰风洞或对已有冰风洞进行改造，成本均很大。所以提供一个低成本的用来模拟高空冰晶结冰现象的地面模拟系统是非常重要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，可降低模拟高空冰晶结冰现象的成本。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，包括：风机、空气雾化喷嘴、水箱、漏斗装置、风道、图像视频采集设备、冷室和热室。

3、所述风道包括收缩段和混合段；所述收缩段设置在所述冷室内，所述混合段的进风口设置在所述冷室内，所述混合段的出风口设置在所述热室内；所述水箱与所述空气雾化喷嘴连接。

4、所述风机设置在所述收缩段和所述混合段之间，所述空气雾化喷嘴设置在所述混合段内，所述漏斗装置设置在混合段上且位于所述空气雾化喷嘴与混合段的出风口之间，通过所述漏斗装置向所述混合段内添加冰粒子，且所述风机、所述空气雾化喷嘴和所述漏斗装置均位于所述冷室内；试验件位于所述混合段的出风口处，图像视频采集设备用于拍摄试验件。

5、可选的，所述风道还包括：进气段；所述进气段与所述收缩段连接。

6、可选的，所述风机为轴流式管道风机。

7、可选的，所述高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，还包括：试验件底座；所述试验件底座设置在所述混合段的出风口处，所述试验件设置在所述试验件底座上。

8、可选的，所述图像视频采集设备为数码相机。

9、可选的，所述收缩段进风口的直径大于所述收缩段出风口的直径。

10、可选的，所述高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，还包括：空压机；所述空压机与所述空气雾化喷嘴连接。

11、可选的，所述漏斗装置设置在混合段外壁上。

12、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，包括：风机、空气雾化喷嘴、水箱、漏斗装置、风道、图像视频采集设备、冷室和热室；风道包括收缩段和混合段；收缩段设置在冷室内，混合段的进风口设置在冷室内，混合段的出风口设置在热室内；水箱与空气雾化喷嘴连接；风机设置在收缩段和混合段之间，空气雾化喷嘴设置在混合段内，漏斗装置设置在混合段上且位于空气雾化喷嘴与混合段的出风口之间，通过所述漏斗装置向所述混合段内添加冰粒子，且风机、空气雾化喷嘴和漏斗装置均位于冷室内；试验件位于混合段的出风口处，图像视频采集设备用于拍摄试验件，可降低模拟高空冰晶结冰现象的成本。

技术特征：

1.一种高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，包括：风机、空气雾化喷嘴、水箱、漏斗装置、风道、图像视频采集设备、冷室和热室；

2.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，所述风道还包括：进气段；所述进气段与所述收缩段连接。

3.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，所述风机为轴流式管道风机。

4.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，还包括：试验件底座；所述试验件底座设置在所述混合段的出风口处，所述试验件设置在所述试验件底座上。

5.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，所述图像视频采集设备为数码相机。

6.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，所述收缩段进风口的直径大于所述收缩段出风口的直径。

7.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，还包括：空压机；所述空压机与所述空气雾化喷嘴连接。

8.根据权利要求1所述的高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，其特征在于，所述漏斗装置设置在混合段外壁上。

技术总结本发明公开一种高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，涉及飞机和发动机结冰技术领域。所述高空冰晶结冰现象地面的模拟系统，包括：风机、空气雾化喷嘴、水箱、漏斗装置、风道、图像视频采集设备、冷室和热室；风道包括收缩段和混合段；收缩段设置在冷室内，混合段的进风口设置在冷室内，混合段的出风口设置在热室内；水箱与空气雾化喷嘴连接；风机设置在收缩段和混合段之间，空气雾化喷嘴设置在混合段内，漏斗装置设置在混合段上且位于空气雾化喷嘴与混合段的出风口之间，且风机、空气雾化喷嘴和漏斗装置均位于冷室内；试验件位于混合段的出风口处，图像视频采集设备用于拍摄试验件。本发明可降低模拟高空冰晶结冰现象的成本。技术研发人员：卜雪琴,黄平,郁嘉,靳海川,楼燕霞,林贵平受保护的技术使用者：北京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23