飞行器过冷大水滴结冰探测装置及飞行器的制作方法

本发明涉及飞行器结冰探测,具体涉及飞行器过冷大水滴结冰探测装置。

背景技术：

1、过冷大水滴(sld)是粒径超过300μm至1000μm的结冰气象，相对于常规结冰气象，其会在飞行器表面形成范围更广的严重积冰，导致飞行器性能更大损失，对飞行安全产生较大影响。常规的飞行结冰探测器仅针对水滴直径100μm以下的结冰气象适用，而欧洲easa审查标准中要求飞行器的结冰探测器能够区分常规结冰气象和sld结冰气象，但是当前尚无成熟的sld结冰探测器。

2、现有结冰探测器一般采用结冰探测杆，其暴露在空气中，在遇到结冰气象后表面结冰，然后振动频率发生变化，从而对结冰气象进行告警；或者有的飞行器通过驾驶员观测风挡玻璃及周边区域的积冰情况来对结冰气象进行告警。但其均无法区分结冰气象的水滴直径差异，从而无法区分常规结冰气象和sld结冰气象。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于，提供一种飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其能克服现有技术存在的至少一些缺陷，能够有效地区分水滴直径，从而探测过冷大水滴结冰气象。

2、本发明的以上目的通过一种飞行器过冷大水滴结冰探测装置来实现，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置包括探测器和与探测器连接的支承件；

3、其中，所述探测器包括头部和与所述头部连接的侧壁，所述头部呈开口圆柱形以形成圆形的探测器入口，所述侧壁呈锥形，所述探测器还包括位于所述侧壁之内的中心锥，所述侧壁的尾部与所述中心锥的尾部之间形成环形的探测器出口，所述侧壁在其内侧布置螺旋电阻丝，以通过感知电阻丝遇水后电流变化而告警；

4、其中，所述探测器的入口流量系数等于探测器出口面积与探测器入口面积之比，所述探测器的入口流量系数小于1。

5、根据上述技术方案，本发明的飞行器过冷大水滴结冰探测装置能起到以下有益技术效果：能够有效地区分水滴直径，从而探测过冷大水滴结冰气象。

6、较佳的是，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置还包括球头铰链和导流环，所述探测器的中心锥借助所述球头铰链与所述支承件连接，所述球头铰链位于所述探测器的质心处，所述导流环位于所述探测器的尾部外侧，环绕所述侧壁的尾部。

7、较佳的是，所述探测器的入口流量系数为0.3～0.7。

8、较佳的是，所述中心锥的半锥角为20～45度。

9、较佳的是，所述侧壁的半锥角为10～35度。

10、较佳的是，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置安装在飞行器机头位置。

11、较佳的是，所述侧壁和所述中心锥均设置有加热器。

12、较佳的是，所述中心锥包括中心锥前壁、中心锥后壁、以及位于所述中心锥前壁和所述中心锥后壁之间的静压腔，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置还包括静压孔，所述静压孔联通所述静压腔和飞行器外界，所述中心锥还包括设置于所述中心锥前壁和所述中心锥后壁之间的弹性件。

13、中心锥前壁与中心锥后壁滑动且密封连接，中心锥前、后壁之间形成静压腔，且静压腔仅通过静压孔与外界大气联通。受到入口动压、静压腔内静压、弹性件共同作用，中心锥前壁可前后移动。当入口动压较小时，中心锥前壁会向前移动，减小了中心锥前壁与侧壁的间距，能够较好的捕获到低速飞溅水滴；当入口动压较大时，中心锥前壁会向后移动，增大了中心锥前壁与侧壁的间距，能够较好的捕获到高速飞溅水滴。通过以上设计，使侧壁对不同速度的水滴具有相同或相似的捕获率。

14、较佳的是，所述导流环借助支臂与所述侧壁的尾部连接，所述静压孔依次穿过所述导流环、所述支臂和所述侧壁的尾部，从而与所述静压腔联通。

15、本发明的以上目的还通过一种飞行器来实现，该飞行器包括如以上任一方面所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置。

16、根据上述技术方案，本发明的飞行器能起到以下有益技术效果：能够有效地区分水滴直径，从而探测过冷大水滴结冰气象。

技术特征：

1.一种飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置包括探测器和与探测器连接的支承件；

2.如权利要求1所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置还包括球头铰链和导流环，所述探测器的中心锥借助所述球头铰链与所述支承件连接，所述球头铰链位于所述探测器的质心处，所述导流环位于所述探测器的尾部外侧，环绕所述侧壁的尾部。

3.如权利要求1所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述探测器的入口流量系数为0.3～0.7。

4.如权利要求1所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述中心锥的半锥角为20～45度。

5.如权利要求1所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述侧壁的半锥角为10～35度。

6.如权利要求1所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置安装在飞行器机头位置。

7.如权利要求1所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述侧壁和所述中心锥均设置有加热器。

8.如权利要求2所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述中心锥包括中心锥前壁、中心锥后壁、以及位于所述中心锥前壁和所述中心锥后壁之间的静压腔，所述飞行器过冷大水滴结冰探测装置还包括静压孔，所述静压孔联通所述静压腔和飞行器外界，所述中心锥还包括设置于所述中心锥前壁和所述中心锥后壁之间的弹性件。

9.如权利要求8所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置，其特征在于，所述导流环借助支臂与所述侧壁的尾部连接，所述静压孔依次穿过所述导流环、所述支臂和所述侧壁的尾部，从而与所述静压腔联通。

10.一种飞行器，包括如权利要求1-9中任一项所述的飞行器过冷大水滴结冰探测装置。

技术总结本发明涉及飞行器过冷大水滴结冰探测装置及飞行器。该飞行器过冷大水滴结冰探测装置包括探测器和与探测器连接的支承件；其中，探测器包括头部和与头部连接的侧壁，头部呈开口圆柱形以形成圆形的探测器入口，侧壁呈锥形，探测器还包括位于侧壁之内的中心锥，侧壁的尾部与中心锥的尾部之间形成环形的探测器出口，侧壁在其内侧布置螺旋电阻丝，以通过感知电阻丝遇水后电流变化而告警；其中，探测器的入口流量系数等于探测器出口面积与探测器入口面积之比，探测器的入口流量系数小于1。根据上述技术方案，本发明能起到以下有益技术效果：能够有效地区分水滴直径，从而探测过冷大水滴结冰气象。技术研发人员：白峰,李海星,徐辉雯,董佳宁受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20