[发明专利]一种结冰试验装置及方法

说明书

本申请公开了一种结冰试验装置及方法，包括：试验环境隔断、对流换热系统、辐射换热系统、模拟云层装置以及控制系统。所述试验环境隔断采用透波玻璃围成一个六面体的密闭空间，所述透波玻璃具有开孔，在透波玻璃表面设置加热丝；所述对流换热系统包括蒸发器、送风风机、送回风风口及风门，风门设置在开孔的透波玻璃上，所述辐射换热系统在所述透波玻璃的六个方向进行设置；所述模拟云层装置包括：淋雨装置、喷雾装置和吹风机；所述控制系统包括：系统控制器以及各种传感器；整套装置安装在实验室内，实验室隔墙的内表面铺有反射层。本发明的优点是：实现简单，在控制系统的协调下，可以实现连续的结冰实验，并且能够实现样品温度为环境最低温度。

技术领域

本发明涉及一种结冰试验装置及方法。

背景技术

现在地球大气层中的云层的海拔高度大约是2000至10000米。包括歼击机、民航客机、导弹预警飞艇等工作海拔高度接近或高于10000米的航空器，在飞行、降落过程中都可能遇到穿越云层的阶段。当航空器飞行在大气层的同温层时，航空器的表面及一些部组件的温度逐渐接近环境温度，温度较低。云层中有大量水蒸气/水滴，航空器在降低海拔穿过云层时，机身特别是机翼表面可能出现结冰，这将导致航空器无法正常飞行并可能产生重大事故。针对这一情况，航空器需要进行特殊的设计并进行验证。

仅采用对流换热系统进行温度控制的问题是：为了维持试验空间的温度，需要蒸发器作为冷源，采用对流换热的方式对空间进行降温和恒温，从而降低试验空间的温度，进而降低样品的温度。很显然，整个环境的最低温度点始终是蒸发器，而不是样品。也就是说蒸发器温度低于试验舱内空气的温度，空气的温度即样品周围环境的温度低于样品的温度。也只有这样才能对样品1进行降温。结冰试验的目标是在样品表面结冰继而检查样品的性能。但由于蒸发器是最低温度点，所以在结冰试验过程中，大量的水蒸气会在蒸发器表面结冰，部分水滴和水蒸气在箱壁结冰，而不是在样品上结冰。特别是蒸发器表面结冰后，无法持续稳定地控制环境温度。实际工作中的航空器在穿过云层时，航空器表面温度低于环境温度。所以仅采用对流换热的方式进行温度控制是不够的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结冰试验装置，其避免所有测试都采用实际的飞行测试。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种结冰试验装置，其特征在于，包括：试验环境隔断、对流换热系统、辐射换热系统、模拟云层装置以及控制系统。

所述试验环境隔断采用透波玻璃围成一个六面体的密闭空间，所述透波玻璃具有开孔，在透波玻璃表面设置加热丝；

所述对流换热系统包括蒸发器、送风风机、送回风风口及风门，风门设置在开孔的透波玻璃上，所述蒸发器中通入液氮，液氮在蒸发器中气化，蒸发器的温度降低，通过蒸发器和送风风机，采用对流换热的方式对试验空间进行冷却；

所述辐射换热系统在所述透波玻璃的六个方向进行设置；

所述模拟云层装置包括：淋雨装置、喷雾装置和吹风机；

所述控制系统包括：系统控制器以及各种传感器；

整套装置安装在实验室内，实验室隔墙的内表面铺有反射层。

本发明的有益效果为：