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2020年11月20日,中央电视台播出了一段令人心潮澎湃的视频——轻盈的直-20通用直升机在皑皑白雪的青藏高原上空自在飞翔。国产直升机轻松上高原,榜首当然是新式国产发动机给力,但另一个关键关键则是,直升机、特别是直升机旋翼要具有防冰除冰的才能。就为了这个,刚刚荣获航空航天月桂奖的直-20总师邓景辉,和他的搭档们在雪域高原进行了艰苦的研讨和实验,终究取得了国产直升机防冰除冰体系零的突破。许多人不知道的是,“国际直升机防冰除冰技能沙龙”的成员,比“氢弹沙龙”和“核潜艇沙龙”数量还要少,加上我国,这才只要四个国家能做到(其他三个国家分别是美国、俄罗斯和法国)。那么,直升机旋翼防冰除冰终究有哪些共同的技能呢?为什么如此“巨大上”?直-20霸占防冰除冰技能难题,飞翔在雪域高原上空旋翼为啥会结冰?结冰有多大损害?直升机在结冰气候条件下飞翔时,大气中的过冷水滴会敏捷集合在高速旋转的旋翼桨叶前缘并凝结成冰,旋翼桨叶结冰会带来一些严峻影响,比方:1,改变旋翼桨叶的气动外形,然后下降直升机的飞翔功用,严峻时导致飞机失控失速,乃至坠毁。2,改变旋翼桨叶的质量散布,影响旋翼的动力学特性,导致旋翼振荡增大,然后使直升机失掉操控。3,有些冰块,会从高速旋转的旋翼桨叶上掉落,损坏直升机上的其他部件,影响直升机的飞翔安全。直升机旋翼结冰引起的飞翔事端时有发生。1980年,一架刚引入的“超黄蜂”直升机在起飞半小时后,因旋翼结冰而在山东境内坠毁。直升机终究咋防冰除冰?直-20防冰除冰靠的是“电热”直升机防冰除冰技能的意图之一,是采纳办法使得过冷水滴不能在旋翼桨叶上凝结成冰,这叫防冰。之二是除冰办法,在除冰过程中答应结必定厚度的冰,然后除冰。飞机防冰除冰技能品种许多,但旋翼防冰除冰与飞机机翼、机体外表、进气道和气动舵面等其他部位比较,有其特殊性,由于旋翼是一个具有大外表积的滚动部件,一起向旋翼输电有技能困难。因而能应用在旋翼上的防冰除冰技能从现在来看首要包含电热防冰除冰技能,气热防冰技能,气动带除冰技能和液体防冰技能。直升机防冰除冰里,最常用的技能是——电热防冰除冰。该技能的原理是将电能转变为热能,加热部件的待防护外表,使其不结冰。电热防冰体系一般由电源、挑选开关、过热保护设备,及电加热元件等组成。挑选开关有“手动”、“主动”等方位,当坐落“主动”方位时,飞机结冰传感器感触结冰电信号,主动接通或断开体系电源。过热保护设备(包含温度传感头和继电器)用来避免部件外表蒙皮过热而变形。电加热元件将电能转变为热能,对部件外表加热、除冰。电防冰的加热方法有接连加热和接连加热两种。一般的固定翼飞机选用接连加热方法,而直升机旋翼则不同,由于它答应外表有少数结冰,一起旋翼是滚动部件,在旋转时带动气流,自身就有冷却效应,因而对旋翼加热,耗电功率比给固定翼飞机部件加热大得多,因而为了节电,对直升机旋翼一般选用周期加热的方法。以美国“黑鹰”直升机为例,它在四片主桨叶上设置了4个电加热区,经过在桨叶上敷设电阻丝来进行加热,这些电阻丝编制成加热垫,装在主旋翼和尾桨外表下方,放在一个经过安定化处理的织物寄存设备内。“黑鹰”的电加热体系,有半主动、主动等方法,飞翔员能够依据环境进行挑选,在更易结冰的区域飞翔,就挑选加热时刻更长,间隔时刻更短的方法,这样就能够更有用避免结冰。黑鹰直升机,是直升机防冰除冰技能发展史上的一个里程碑,是该工程技能领域的出色模范,图为UH-60A在前期原型机上,电阻丝加热区首要掩盖更挨近桨叶叶尖的区域,由于这儿结冰或许更大,影响也更大。一起四片桨叶在飞翔中一起加热。经过西科斯基公司在阿拉斯加进行的结冰实验发现,挨近桨叶叶根的当地,因没有加热区形成了较厚的冰层结晶。一起四片桨叶一起加热,耗电25千瓦。在量产机上,“黑鹰”做了调整,增加了桨叶展向和弦向的加热区面积,加热区掩盖挨近叶尖和叶根的桨叶中部区域。一起桨叶加热改为相对两片桨叶循环加热,即每个加热周期有两片桨叶在一起加热,这使得耗电降为17.5千瓦。此外还有气动带除冰、液体防冰等技能。气动带除冰,又名“胀大管除冰技能”。它的原理是运用飞机部件前缘外表上胀大管的胀大作用,使其外外表冰层破碎而掉落的机械除冰技能。用于旋翼、尾桨前缘的胀大管一般有展向、弦向两种方法。周期地使胀大管充气而胀大,卸压而缩短,然后使冰层决裂,脱离外表,然后被气流吹去。液体防冰便是向部件防护外表喷发防冻液,与撞击在蒙皮外表上的过冷水滴混合,使液体凝固点低于蒙皮外表温度而不结冰。一般选用接连喷发防冻液的防护方法,有时也用周期性喷液的方法。直升机旋翼所选用的液体防冰技能与固定翼飞机比较显得异乎寻常,它是在旋翼根部设置防冰液喷孔,然后运用直升机旋翼旋转发生的离心力将防冰液甩到桨叶、旋翼前缘外表。AH-56A直升机旋翼结冰,旋翼结冰关于直升机来说具有很大的危险性值得一提的是,液体防冰是我国前期直升机最常用的防冰除冰技能,首要是用液体酒精作为防冻液避免旋翼桨叶结冰,其时我军配备的米-4和米-5直升机都选用了这个技能。但它有必定缺陷,比方防冰时刻短,仅为30~40分钟;关于现已结冰的旋翼没有除冰功用;酒精蒸发威力有限,在环境温度特别低时起不到防冰作用等。从当前情况看,气动带除冰和液体防冰技能始于20世纪三、四十年代,归于最前期的防冰除冰技能,但因胀大管充气时对飞机气动功用影响较大,现在已很少运用。而最晚鼓起的电热防冰技能,已成为现代直升机旋翼防冰除冰技能发展的干流。直-20新式通用直升机,选用的应该便是电热防冰除冰技能。我国霸占直升机防冰除冰“难题”实际上我国在直-20上霸占防冰除冰难题,早有“痕迹”和技能预备。早在2014年,航空工业航空外表有限责任公司(武仪)就与中航工业直升机研讨所联手协作,霸占了直升机旋翼防冰除冰技能难关,完结某型直升机地上旋翼冰雾喷洒实验验证。2017年,邓景辉在承受采访时泄漏直-20选用的是电热防冰除冰的技能道路来处理直升机的除冰难题,他表明:旋翼除冰技能的关键是经过对复合材料内埋加热组件的热功率密度进行精准操控,假如温度高了或许烧坏桨叶,温度低了又无法除冰,或许导致灾难性的结果。此外,加热组件埋在桨叶中,如安在桨叶高速旋转下确保组件的寿数和可靠性,触及的技能问题非常复杂,因而也成为了美国和法国的不传之秘。可是我国技能人员经过努力,终究霸占了这项先进的旋翼除冰技能。

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