具体描述
内容简介
飞机在结冰气象条件下飞行时，会在其表面产生结冰现象。飞机结冰会严重威胁飞机的飞行安全。飞机结冰与防冰技术涉及流体力学、热力学、多相流等多学科，本书立足飞机防(除)冰技术的新进展， 系统介绍飞机结冰现象、防(除)冰方法及相关的基础理论和数值模拟方法。内容包括：飞机结冰现象及机理、飞机防(除)冰方法、水滴撞击特性、飞机结冰过程分析、热气防冰系统设计及热力分析、直升机结冰与防冰、飞机结冰探测、飞机结冰与防(除)冰试验，以及飞机透明表面防冰、防雾等。 本书既可作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生的教材，也可供从事相关领域研究的工程技术人员参考。目录
第1章 飞机结冰现象及机理…………………………………………………………………… 11．1 飞机结冰现象…………………………………………………………………………… 11．1．1 基本概念…………………………………………………………………………… 11．1．2 结冰种类…………………………………………………………………………… 21．1．3 结冰部位…………………………………………………………………………… 41．1．4 结冰强度…………………………………………………………………………… 51．2 飞机结冰气象条件……………………………………………………………………… 61．2．1 云的种类状态……………………………………………………………………… 61．2．2 云中的过冷水滴…………………………………………………………………… 81．2．3 水滴粒径分布……………………………………………………………………… 91．3 影响飞机结冰的物理因素……………………………………………………………… 101．3．1 水滴直径…………………………………………………………………………… 101．3．2 液态水含量………………………………………………………………………… 111．3．3 空气温度…………………………………………………………………………… 111．3．4 飞行高度…………………………………………………………………………… 121．3．5 云层的水平距离…………………………………………………………………… 121．3．6 地形因素…………………………………………………………………………… 121．3．7 季节因素…………………………………………………………………………… 121．3．8 与飞机有关的因素………………………………………………………………… 121．4 飞机结冰设计规范……………………………………………………………………… 141．4．1 结冰气象参数统计数据…………………………………………………………… 141．4．2 传统结冰气象设计标准…………………………………………………………… 141．4．3 新增结冰气象设计标准…………………………………………………………… 201．5 结冰对飞机性能的影响………………………………………………………………… 251．5．1 升力面结冰………………………………………………………………………… 251．5．2 发动机结冰………………………………………………………………………… 271．5．3 其他部位结冰……………………………………………………………………… 28参考文献……………………………………………………………………………………… 28第2章 飞机防(除)冰方法…………………………………………………………………… 302．1 热防冰系统……………………………………………………………………………… 302．1．1 概 述……………………………………………………………………………… 302．1．2 热气防冰系统……………………………………………………………………… 322．1．3 电热防(除)冰系统………………………………………………………………… 352．2 液体防冰系统…………………………………………………………………………… 372．2．1 液体防冰原理……………………………………………………………………… 372．2．2 防冰液的选择……………………………………………………………………… 372．2．3 防冰液的分配方法………………………………………………………………… 382．3 机械除冰系统…………………………………………………………………………… 402．3．1 膨胀管除冰………………………………………………………………………… 402．3．2 电脉冲除冰系统…………………………………………………………………… 412．4 防(除)冰新方法………………………………………………………………………… 442．4．1 记忆合金除冰……………………………………………………………………… 442．4．2 疏水材料防冰……………………………………………………………………… 452．5 典型飞机的防(除)冰系统……………………………………………………………… 452．5．1 波音787飞机的防冰系统………………………………………………………… 452．5．2 ARJ21飞机的防冰系统………………………………………………………… 46参考文献……………………………………………………………………………………… 47第3章 水滴撞击特性………………………………………………………………………… 483．1 基本概念………………………………………………………………………………… 483．1．1 水滴撞击极限……………………………………………………………………… 493．1．2 总收集系数………………………………………………………………………… 493．1．3 局部水收集系数…………………………………………………………………… 503．1．4 水滴遮蔽区………………………………………………………………………… 513．1．5 水滴撞击特性计算方法…………………………………………………………… 513．2 空气流场计算…………………………………………………………………………… 523．2．1 质量守恒方程……………………………………………………………………… 533．2．2 动量守恒方程……………………………………………………………………… 533．2．3 能量守恒方程……………………………………………………………………… 553．3 拉格朗日法计算水滴撞击特性………………………………………………………… 563．3．1 水滴运动轨迹方程………………………………………………………………… 563．3．2 运动方程的数值求解……………………………………………………………… 583．3．3 拉格朗日法计算局部水收集系数………………………………………………… 623．4 欧拉法计算水滴撞击特性……………………………………………………………… 633．4．1 概念引入…………………………………………………………………………… 633．4．2 欧拉法计算模型…………………………………………………………………… 633．4．3 数值求解及实现方法……………………………………………………………… 653．4．4 欧拉法计算局部水收集系数……………………………………………………… 673．5 水滴撞击特性影响参数………………………………………………………………… 673．5．1 飞行速度的影响…………………………………………………………………… 683．5．2 水滴直径结果分析………………………………………………………………… 683．5．3 几何形状的影响…………………………………………………………………… 693．6 过冷大水滴撞击特性…………………………………………………………………… 703．6．1 过冷大水滴动力学现象…………………………………………………………… 703．6．2 过冷大水滴运动模型……………………………………………………………… 71参考文献……………………………………………………………………………………… 74第4章 飞机结冰过程分析…………………………………………………………………… 764．1 基本概念………………………………………………………………………………… 764．1．1 结冰过程数值分析步骤…………………………………………………………… 764．1．2 结冰热力学分析…………………………………………………………………… 774．2 空气流场与水滴撞击特性计算………………………………………………………… 774．3 结冰热力学分析………………………………………………………………………… 774．3．1 控制容积的质量守恒……………………………………………………………… 784．3．2 控制容积的能量守恒……………………………………………………………… 804．3．3 结冰系数f 的求解……………………………………………………………… 834．3．4 冰形计算…………………………………………………………………………… 844．4 结冰过程对流换热系数的计算………………………………………………………… 864．4．1 表面粗糙度的计算………………………………………………………………… 864．4．2 粗糙壁面附面层积分法…………………………………………………………… 874．4．3 CFD方法………………………………………………………………………… 894．5 飞机结冰过程影响因素分析………………………………………………………… 1004．5．1 环境温度对结冰的影响………………………………………………………… 1004．5．2 平均容积直径(MVD)对结冰的影响…………………………………………… 1034．5．3 结冰时间的影响………………………………………………………………… 1034．5．4 液态水含量(LWC)对结冰的影响……………………………………………… 1034．6 现行结冰计算软件介绍……………………………………………………………… 1054．6．1 LEWICE ………………………………………………………………………… 1054．6．2 FENSAPＧICE …………………………………………………………………… 106参考文献……………………………………………………………………………………… 107第5章 热气防冰系统设计及热力分析……………………………………………………… 1095．1 防冰系统设计严酷状态点及防护区域的确定……………………………………… 1095．1．1 严酷状态点的确定……………………………………………………………… 1095．1．2 防护区域的确定………………………………………………………………… 1105．2 防冰热载荷…………………………………………………………………………… 1105．2．1 防冰热载荷计算………………………………………………………………… 1115．2．2 溢流水…………………………………………………………………………… 1135．3 防冰表面传热系数计算……………………………………………………………… 1155．3．1 附面层的概念…………………………………………………………………… 1155．3．2 对流换热系数求解方法………………………………………………………… 1165．4 供气管路的计算……………………………………………………………………… 1185．4．1 供气管路的温降计算…………………………………………………………… 1195．4．2 供气管路的压降计算…………………………………………………………… 1205．4．3 笛形管热气喷口流量及喷口压力损失计算…………………………………… 1235．5 防冰腔结构设计及热效率计算……………………………………………………… 1265．5．1 防冰腔结构设计………………………………………………………………… 1265．5．2 防冰腔内热气流动与换热模拟………………………………………………… 1265．6 热气防冰腔内外耦合传热计算……………………………………………………… 1275．7 典型参数对表面温度的影响………………………………………………………… 1305．7．1 表面温度和溢流水结果总体分析……………………………………………… 1305．7．2 水滴直径的影响………………………………………………………………… 1315．7．3 液态水含量的影响……………………………………………………………… 1325．7．4 环境温度的影响………………………………………………………………… 1345．7．5 攻角的影响……………………………………………………………………… 135参考文献……………………………………………………………………………………… 137第6章 直升机结冰与防冰…………………………………………………………………… 1396．1 直升机结冰…………………………………………………………………………… 1396．1．1 直升机结冰的危害……………………………………………………………… 1396．1．2 直升机结冰的特点……………………………………………………………… 1406．2 直升机防(除)冰系统………………………………………………………………… 1426．2．1 液体防冰系统…………………………………………………………………… 1426．2．2 电热除冰系统…………………………………………………………………… 1426．3 直升机电热除冰系统设计…………………………………………………………… 1446．3．1 设计状态的确定………………………………………………………………… 1446．3．2 除冰防护区的确定……………………………………………………………… 1456．3．3 加热片的分区方式……………………………………………………………… 1466．3．4 加热功率及除冰控制规律设计………………………………………………… 1486．3．5 黑鹰直升机除冰系统…………………………………………………………… 149参考文献……………………………………………………………………………………… 151第7章 飞机结冰探测………………………………………………………………………… 1527．1 飞机结冰探测系统的基本概念……………………………………………………… 1527．1．1 冰和结冰条件探测……………………………………………………………… 1527．1．2 结冰系数的考虑………………………………………………………………… 1547．1．3 水滴飞溅、溢流和脱落的考虑…………………………………………………… 1547．1．4 安装位置的考虑………………………………………………………………… 1547．1．5 其他考虑因素…………………………………………………………………… 1557．1．6 结冰探测器指示方法…………………………………………………………… 1567．2 常用结冰探测器……………………………………………………………………… 1567．2．1 常用结冰方法简介……………………………………………………………… 1567．2．2 谐振结冰探测器………………………………………………………………… 1577．2．3 光学法结冰探测器……………………………………………………………… 160参考文献……………………………………………………………………………………… 163第8章 飞机结冰与防(除)冰试验…………………………………………………………… 1648．1 概 述………………………………………………………………………………… 1648．2 结冰与防冰试验方法………………………………………………………………… 1658．2．1 冰风洞试验……………………………………………………………………… 1658．2．2 干空气飞行试验………………………………………………………………… 1658．2．3 模拟结冰飞行试验……………………………………………………………… 1668．2．4 自然结冰飞行试验……………………………………………………………… 1678．2．5 其他地面模拟试验……………………………………………………………… 1698．3 冰风洞试验技术……………………………………………………………………… 1708．3．1 常规风洞………………………………………………………………………… 1708．3．2 冰风洞…………………………………………………………………………… 1728．3．3 参数测量………………………………………………………………………… 1758．4 相似准则……………………………………………………………………………… 1828．4．1 流场相似………………………………………………………………………… 1838．4．2 水滴运动轨迹相似……………………………………………………………… 1838．4．3 表面水收集量相似……………………………………………………………… 1868．4．4 结冰表面热力学相似…………………………………………………………… 1878．4．5 相似方法………………………………………………………………………… 188参考文献……………………………………………………………………………………… 191第9章 飞机透明表面防冰、防雾…………………………………………………………… 1939．1 风挡防冰……………………………………………………………………………… 1939．1．1 电热防冰………………………………………………………………………… 1939．1．2 热气防冰………………………………………………………………………… 1969．1．3 液体防冰………………………………………………………………………… 1989．1．4 小 结…………………………………………………………………………… 1989．2 风挡防冰热载荷及其影响因素……………………………………………………… 1999．2．1 水收集系数与防冰载荷计算…………………………………………………… 1999．2．2 风挡防冰热载荷的影响因素…………………………………………………… 2009．3 透明表面防雾………………………………………………………………………… 2019．3．1 物化法防雾……………………………………………………………………… 2029．3．2 加热法防雾……………………………………………………………………… 2029．4 波音787型飞机的风挡防冰、防雾系统……………………………………………… 203参考文献……………………………………………………………………………………… 205附录A 流体外掠平板对流换热附面层积分方程求解……………………………………… 206附录B 刘易斯冰风洞………………………………………………………………………… 209附录C 饱和水蒸气、干空气物性及常用材料物性参数表……………………………………… 211前言/序言
用户评价
这本书为我打开了了解飞机“软肋”的新窗口。《飞机结冰与防冰技术》极其详尽地阐述了飞机结冰可能带来的各种危害，不仅仅是简单的重量增加，更重要的是对空气动力学性能的严重影响。书中对于结冰如何改变机翼的迎角、如何导致气流分离、如何影响飞机的稳定性和可操纵性，都做了深入的分析。我以前总觉得，只要飞机能飞起来，就不会有什么大问题，但这本书让我意识到，在极端天气条件下，哪怕微小的结冰，都可能对飞行安全构成致命威胁。 书中对不同飞行阶段（起飞、爬升、巡航、下降、着陆）的结冰特点和相应应对策略的阐述，让我对整个飞行过程有了更全面的理解。特别是书中关于在恶劣天气下，飞行员如何决策、如何使用防冰设备，以及如何与管制员协调，都给出了非常具有参考价值的信息。这让我意识到，飞机的安全飞行，是技术、操作和决策等多方面因素共同作用的结果。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于航空安全理念的普及读物。
评分我一直在寻找一本能够真正解答我对飞机结冰背后空气动力学原理的好奇心的书籍，而《飞机结冰与防冰技术》在这方面做得非常出色。书中对于结冰过程中空气流动特性变化的分析，让我对为什么冰层会对飞机的气动性能产生如此巨大的影响有了全新的认识。它不仅仅是停留在“冰会增加重量”这个简单的层面，而是深入探讨了冰层改变机翼的翼型，导致空气流速发生改变，进而影响升力和阻力的精细过程。我特别喜欢书中关于“临界结冰”概念的阐述，它清楚地解释了即使是很小的冰层也可能对飞机的飞行特性产生灾难性的影响。 更令我惊喜的是，书中还引入了数值模拟和计算流体动力学（CFD）在预测和分析飞机结冰方面的应用。通过这些先进的工具，科学家和工程师可以更准确地模拟结冰的发生过程，评估不同结冰情景下飞机的性能衰减，并为防冰系统的设计提供数据支持。这种将理论研究与工程实践相结合的方法，让我对现代航空科学的严谨性和前瞻性有了更深刻的体会。这本书让我意识到，飞机在空中安全飞行，是无数科研人员和工程师智慧与辛勤工作的结晶，每一次成功的飞行背后，都蕴含着对自然规律的深刻理解和对工程技术的极致追求。
评分这本《飞机结冰与防冰技术》简直是为我量身定做的！作为一个对航空充满无限热情，尤其是对飞机如何在复杂天气中安全飞行的爱好者来说，这本书的出现无疑是一场及时雨。我一直对飞机在寒冷天气下遇到的结冰问题感到好奇，也想深入了解飞机是如何克服这些挑战的。这本书的封面就足够吸引人，严肃而专业的标题预示着内容的深度和广度，让我对即将展开的阅读之旅充满了期待。 想象一下，在零下几十度的空中，湿润的空气遇到温度低于冰点的飞机表面，瞬间凝结成坚硬的冰层，这景象本身就充满了危险和挑战。而这本书，正是系统地剖析了这一现象背后的科学原理。它不仅仅是简单地描述结冰过程，更是深入探讨了冰层形成的速度、形状、厚度以及对飞机气动性能的影响。书中对于不同飞行阶段（起飞、巡航、着陆）的结冰特性差异，以及不同类型飞机（固定翼、旋翼机）面对结冰问题的独特性，都有非常详尽的论述。我特别喜欢书中通过大量图表和实例来解释复杂的概念，比如流体动力学中的伯努利原理如何解释冰层对升力的影响，以及结冰对飞机操纵性和稳定性的负面作用。它让我对“飞机的生命线”有了更深刻的理解，也更加敬畏那些在幕后默默守护飞行安全的工程师们。
评分这本书的实用性和前瞻性，远超出了我的预期。《飞机结冰与防冰技术》不仅仅是对现有技术的介绍，更是对未来防冰技术发展趋势的展望。书中对新型防冰材料、智能防冰系统以及主动控制防冰技术的探讨，让我看到了航空界在应对气候变化和复杂天气挑战方面的不懈努力。我尤其对书中提到的“纳米材料防冰涂层”和“自适应防冰系统”的概念感到兴奋。这些前沿技术，有望在未来实现更轻便、更高效、更节能的防冰解决方案，从而进一步提升飞行的安全性和经济性。 书中还强调了数据在防冰系统中的重要性，例如通过传感器实时监测结冰情况，并将数据反馈给控制系统进行动态调整。这种“智能化”的防冰方式，让我看到了未来飞机能够更加自主地应对结冰威胁的可能。此外，书中对国际民航组织（ICAO）等相关机构在制定飞机结冰适航标准方面的努力也进行了介绍，这让我明白了航空安全并非仅仅是技术问题，更是法规、标准和国际合作的综合体现。这本书让我对飞机制造和运营的各个环节有了更全面的认识，也让我更加期待未来航空科技的每一次飞跃。
评分读完《飞机结冰与防冰技术》，我最大的感受是，飞机在寒冷天气中飞行，绝非易事，而是无数工程师和科学家严谨研究和不断创新的结果。书中对各种结冰形态，如“软冰”、“硬冰”、“湿冰”等，及其对飞机气动特性的不同影响，做了非常细致的阐述。我以前只知道结冰会增加重量，但这本书让我了解到，冰层对机翼翼型的改变，可能导致气流分离，瞬间破坏升力，造成失速，这才是最危险的。书中通过生动的图例和数据，展示了不同程度的结冰会导致怎样的性能下降，以及飞机在极端情况下的表现。 我特别欣赏书中对不同型号飞机在结冰问题上的差异化分析。例如，小型通用航空器与大型客机在防冰系统的设计理念、设备配置和操作要求上都有显著区别。书中对螺旋桨和旋翼机桨叶的结冰特性，以及其对飞行控制的特殊影响，也进行了深入探讨。这让我意识到，航空技术并非一成不变，而是根据飞机的类型、用途和飞行环境，不断进行优化和调整的。这本书让我对飞机的复杂性有了更深的敬畏，也更加理解了“安全第一”在航空业的真正含义。
评分《飞机结冰与防冰技术》这本书，真的让我对飞机能够在复杂气象条件下安全运行的背后，有着多么强大的技术支撑和严谨的科学研究有了深刻的认识。书中对于飞机结冰的成因、发展以及对飞机性能产生的具体影响，进行了非常细致和科学的分析。我尤其喜欢书中通过大量的图表和数据，来解释那些看起来非常抽象的空气动力学概念，比如结冰如何改变翼型，从而影响升力系数和阻力系数。 书中关于不同类型防冰技术（如热空气防冰、电热防冰、机械除冰等）的原理、设计和应用，都介绍得非常详细。它不仅仅是描述了技术本身，更深入地探讨了每种技术的优势、劣势以及在不同飞机平台上的适用性。这让我能够更清晰地理解，为什么不同的飞机，尤其是不同尺寸和用途的飞机，会采用不同的防冰方案。这本书让我对航空工程的精妙之处有了更深刻的体会，也让我对那些为了保障飞行安全而不断努力的工程师们充满了敬意。
评分从读者的角度来说，《飞机结冰与防冰技术》最吸引我的地方在于它既有扎实的理论基础，又不乏实际应用层面的详尽介绍。书中对于各种防冰技术的原理，例如利用热空气加热机翼表面、利用机械方式剥离冰层、或者利用特殊的涂层减少冰的附着，都进行了清晰的阐述。我特别喜欢书中对不同防冰系统的工作流程和优缺点的比较分析，这让我能够更好地理解为什么在不同的飞机设计和任务需求下，会选择不同的防冰技术。 书中的内容让我在阅读时，仿佛置身于一个先进的航空实验室，亲眼目睹着工程师们如何研究结冰现象，如何设计和测试防冰装置。它不仅仅是枯燥的技术讲解，更是将科学原理与工程实践紧密结合的典范。这本书让我对飞机制造过程中对细节的极致追求有了更深的认识，也让我对航空科技的进步充满了期待。它是一本能够激发读者对航空工程领域产生浓厚兴趣的优秀读物。
评分《飞机结冰与防冰技术》这本书，提供了一个非常全面的视角来审视飞机在低温环境下的飞行挑战。我原以为结冰只是一个简单的物理现象，但这本书深入浅出地揭示了其背后复杂的空气动力学和热力学原理。书中对于冰层形成过程中，空气流动的细微变化以及这些变化如何影响升力、阻力以及飞机操纵性的详细解释，让我大为震撼。特别是关于“临界冰层”的概念，书中通过图示清晰地展示了即使非常薄的冰层，也可能导致气流分离，进而引发失速。 书中还对不同类型结冰（例如，在不同温度和湿度条件下形成的冰的密度、附着力差异）进行了详细分类和描述，并解释了这些差异对防冰策略选择的影响。这种细致入微的分析，让我认识到，应对飞机结冰绝非一劳永逸，而是需要根据具体情况进行精准判断和有效应对。这本书让我对飞机的设计、运行以及维护都有了更深的理解，也让我对那些为保障飞行安全付出努力的科研人员和工程师们充满了敬意。
评分这本书的防冰技术部分更是让我大开眼界。过去我只知道飞机有“除冰”和“防冰”的说法，但具体是如何实现的，细节却一无所知。而《飞机结冰与防冰技术》则是一本百科全书，它系统地介绍了各种防冰技术，从传统的机械式除冰靴，到现代的热空气防冰系统，再到电加热防冰系统，书中都进行了详尽的介绍和比较。我尤其对书中关于电加热防冰技术的描述感到兴奋。它不仅解释了电热丝的布置方式、功率需求，还深入探讨了能量效率、材料选择以及与飞机整体供电系统的集成问题。书中还详细比较了不同防冰技术的优缺点，例如机械式除冰靴的成本效益和可靠性，热空气系统的能耗和适用范围，以及电加热系统的响应速度和精确控制能力。这种细致的分析，让我能够清晰地了解到每种技术的设计理念和工程考量，也让我对飞机制造商在选择防冰方案时所面临的权衡有了更深入的理解。 而且，书中不仅仅停留在技术的介绍层面，还触及了防冰系统的维护、检查以及在实际飞行中如何有效地使用这些系统。它强调了在复杂天气条件下，飞行员与防冰系统之间的协同配合的重要性。我仿佛看到了那些经验丰富的飞行员，在面对潜在的结冰威胁时，如何熟练地操作防冰按钮，如何根据飞机仪表上的指示做出正确的判断。这本书让我意识到，防冰技术不仅仅是硬件上的创新，更是软件、算法以及人为操作智慧的结晶。
评分这本书的价值不仅仅在于技术内容的深度，更在于其能够引发读者对航空安全重要性的深刻反思。《飞机结冰与防冰技术》通过对飞机结冰的危害性以及防冰技术必要性的详细阐述，让我从一个旁观者的角度，更加直观地感受到航空安全所面临的挑战。书中对历史上的航空事故案例的引用（当然，这不是重点），虽然简略，但足以说明了防冰技术的重要性。它让我意识到，每一个不起眼的冰晶，都可能成为导致严重后果的导火索。 书中对各种防冰技术的原理、结构和性能的剖析，让我得以窥见航空工程的精妙之处。无论是加热系统、机械除冰装置，还是新型的防冰涂层，都凝聚着工程师的智慧和汗水。它让我明白，每一次飞行，都离不开这些默默工作的技术支撑。这本书让我更加珍惜每一次平安抵达的目的地，也更加钦佩那些为了保障飞行安全而不断奋斗的航空从业者。它不仅仅是一本技术书籍，更是一部关于责任、智慧和奉献的生动写照。
评分嗯
评分快，今天就收到了
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评分正版，同志们很喜欢！
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