飞机除冰液空气动力学性能研究.pdf

第4 4卷第 1 0期 2 0 1 5年 1 0月 应用化工 A p p l i e d C h e mi c a l I n d u s t r y Vo 1 ． 4 4 No ． 1 0 0e t ． 2 01 5 飞机 除冰液空气动力学性能研究 彭华乔 ， 吴海涛， 王强， 夏祖西， 张亚博， 苏正 良 中国民航局第二研究所， 四川 成都6 1 0 0 4 1 摘要 介绍了飞机除冰液适航审定、 飞机除冰液空气动力学性能发展历史、 相关标准和测试方法等， 分析了测试 应注意的问题。空气动力学性能是飞机除冰液重要的一项技术指标 ， 我国适航部门一直严格按照要求对该项性能 进行审定以确保航空安全。 关键词 飞机除冰液； 空气动力学性能； S A E A S 5 9 0 0 ； 适航 中图分类号 T Q 0 5 6 ． 1 ； V 2 1 1 ． 7 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 3 2 0 6 2 0 1 5 1 01 9 3 4 0 4 S t u d y o n t e s t me t h o d f o r a e r o d y n a mi c a c c e p t a n c e o f a i r c r a f t d e i c i n g flu i d s P E NG H u a q i a o ， H a i t a o ， W A NG Q i a n g ， X I A Z u x i ， ZHANG Y a b o， SU Zh e n g l i a n g T h e S e c o n d R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C A A C， C h e n g d u 6 1 0 0 4 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ai r wo r t h i n e s s c e r t i f i c a t i o n f o r a i r c r a f t d e i c i n g， h i s t o r y f o r a e r o d y n a mi c a c c e p t a n c e o f a i r c r aft d e i c i n g ， c o r r e s p o n d i n g s t a n d a r d a n d t e s t me t h o d a r e i n t r o d u c e d ． T h e k e y p o i n t s o f thi s t e s t a r e a n a l y z e d ． I n o r d e r t o e n s u r e the a v i a t i o n s a f e t y， t h e a e r o d n a mi c a c c e p t a n c e p r o p e r t i e s a r e a ud i t e d b y t h e a i r wo r t h i n e s s c e r t i fic a t i o n a u t h o r i t i e s a c c o r d i n g t o t he c o r r e s p o n d i n g r e q ui r e me n t s ． Ke y wo r ds a i r c r a f t d e i c i n g flu i d s ；a e r o d y n a mi c p r o pe r t i e s ；S AE AS 5 9 0 0；a i rw o r t h i ne s s 在结冰条件下 ， 冰、 雪、 霜对飞机 的运行安全会 造成直接影响， 会使飞机外表面变得粗糙， 增加飞机 重量， 限制飞机操纵面的活动范围， 导致仪表误差， 严重时还引起飞机失速增加和瞬间反常上仰 ， 从而 使飞机的飞行性能大大下降， 特别当飞机起飞上升 时， 使得飞行姿态难以控制， 严重则造成空难。世界 航空史上已发生多起 因恶劣冰雪天气造成的空难 ， 飞行机组 、 机务和签派人员都应高度重视冬季气象 条件给飞机带来 的危害。因此 ， 为了保障正常航运 和飞行安全 ， 必须除去飞机表面 的冰霜积雪 J 。采 用飞机除冰液除去冰霜积雪是 目前常用的方法， 但 喷洒在飞机表面上的除冰会对飞机的空气动力学性 能带来一定影响 ， 从而影响到飞机的升力 ， 这种影响 随着液体的浓度、 粘度和温度变化而变化 。 1 飞机除冰液 1 ． 1 概述 国际上普遍要求飞机除冰液需符合美国机动车 工程师学会 S o c i e t y o f A u t o m o t i v e E n g i n e e r s ， S A E 发布的标准要求， 同时也将飞机除冰液分为四类， 即 S A E I 型、 I I 型、 I I I 型和 I V型飞机除冰液。飞机 除 冰液以乙二 醇 E t h y l e n e G l y c o l ， E G 、 丙二醇 P r o ． p y l e n e G l y c o l ， P G和 二 甘 醇 D i e t h y l e n e G l y c o l ， D E G 等多元醇为主要原料， 并添加一些能提高除冰 效率的表面活性剂和防腐剂， I I 型、 I I I 型和 I V型飞 机除冰液还添加了增稠剂。其中 I 型需符合 S A E A M S 1 4 2 4 _ 2 的要求， 为牛顿流体， 粘度较小， 醇含量 按重量计至少 为 8 0 ％ ， 能有效去 除飞机表面上冰 霜 ， 但防冰 时 间有 限； I I型、 I I I型 和 I V型需符 合 S A E A M S 1 4 2 8 的要求， 属于非牛顿流体， 粘度较 大 ， 醇含量按重量计至少为 8 0 ％ ， 具有较长的防冰 时间。 1 ． 2飞机除冰液适航审定 根据 民用航空用化学产品适航管理规定 C C A R - 5 3部 的要求 ， 飞机除冰液作为一种航空化 学产品， 只有在取得 了民航局颁发的民用航空产品 设计／ 生产批准函后， 才能投放市场。获得批准函需 满足3 个条件 ①生产厂家拥有优质的质量控制体 系 ； ②产品符合相应 的技术要求 ； ③优质的售后服 。 对于质量控制体系方面， C C A R ． 5 3部第 3章第 收稿日期 2 0 1 5 - 0 7 1 3 修改稿日期 2 0 1 5 -07 ． 2 1 基金项目 2 0 1 4年民航局安全能力建设资金资助项目 作者简介 彭华乔 1 9 7 8一 ， 男， 四川都江堰人， 中国民航局第二研究所高级工程师， 从事航空化学研究。电话 0 2 8 6 4 4 5 6 0 3 3， E ma i l p e n g h u a q i a o f c c c ． o r g ． e n 第 1 0期 彭华乔等 飞机除冰液空气动力学性能研究 1 9 3 7 符合标准的要求。为了确保产品质量 ， 我国从 2 0 世 纪 9 0年代开始就对包括 飞机 除冰液在 内的航空化 学产品进行适航审定。空气动力学性能是飞机除冰 液重要 的一项技术指标 ， 我 国适航部 门一直严格按 照要求对该项性能进行审定以确保航空安全。 参考文献 J u a n Ma r i n， Ke v i n J Ke n n e d y ， C i g d e m E s k i e i o g l u ． C h a r a e t e r i z a t i o n o f a n a n a e r o b i c b a ff l e d r e a c t o r t r e a t i n g d i l u t e a i r c r a f t d e - i c i n g fl u i d a n d l o n g t e r m e ff e c t s o f o p e r a t i o n o n gra n u l a r b i o m a s s [ J ] ． B i o r e s o u r c e T e c h n o l o g y ， 2 0 1 0 ， 1 0 1 7 2 2 1 7 - 2 2 2 3 ． S AE． S AE AMS 1 4 2 4 K De i c i n g ／a n t i i c i n g flu i d， a i r c r a f t ， S A E t y p e I [ S ] ． Wa r r e n d a l e U S A S A E ， 2 0 1 2 ． S A E ． S A E A M S 1 4 2 8 G F l u i d ， ai r c r af t d e i c i n g／a n t i i c i n g ， n o n - n e w t o n i a n P s e u d o p l a s t i c ，S A E t y p e s I I ，I I I ，a n d I V[ S ] ． Wa r r e n d al e U S A S A E ， 2 0 1 0 ． P e n g Hu a q i a o， X i a Z u x i ， S u Z h e n g l i an g ． Ai r w o r t h i n e s s c e r - t i fi e a t i o n o f c i v i l a e r o - c h e m i c a l s i n C h i n a [ J ] ． P r o e e d i a [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] E n g i n e e ri n g ， 2 0 1 1 1 7 6 3 3 - 6 3 7 ． E u g e n e G Hi l l ， T h o ma s A Z i e rt e n t ． Ae r o d y n a mi c e ff e c t s o f ai r c r a f t g r o u n d d e i c i n g／a n t i - i c i n g fl u i d s [ J ] ． J o u r n al o f A i r c r a f t ， 1 9 9 3 ， 3 0 1 2 4 - 3 4 ． R u n y a n L J， Z i e r t e n T A， Hi l l E G， e t a1． L e w i s i c i n g r e s e a r c h t u n n e l t e s t o f t h e a e r o d y n a mi c e ff e c t s o f a i r c r aft g r o u n d d e i c i n g ／ a n t i i c i n g fl u i d s[ R] ．Wa s h i n g U S A N AS A， 1 9 9 2 ． A n d y P B r o e r e n， J a me s T R i l e y ． R e v i e w o f t h e a e r o d y n a m i c a c c e p t an c e t e s t an d a p p l i c a t i o n t o a n t i - i c i n g fl u i d s t e s t i n g i n t h e N R C p r o p u l s i o n a n d i c i n g w i n d t u n n e l [ R] ． Wa s h i n g t o n US A NAS A， 2 01 2 ． S AE． S AE AS 5 9 0 0 B S t a n d a r d t e s t me t h od f o r a e r o d y n a m i c a c c e p t a n c e o f S AE AMS 1 4 2 4 an d S AE AMS 1 4 2 8 a i r c r a f t d e i c i n g／a n t i i c i n g fl u i d s[ S] ．Wa r r e n d al e U S A S AE． 2 O o 7 ． 王航． G B ／ T 2 0 8 5 7 --2 0 0 7飞机非牛顿型除冰、 防冰液 I S OI1 型[ S ] ． 北京 中华人民共和国国家质量监督检 验检疫总局 ， 2 0 0 7 ． 上接第 1 9 1 5页 由图3 可知， 在 T M 一 1 土样中， N a 和 M n 的存 在不会对黄壤 吸附 C d 产生影响 ， 而 C a “会降低土 壤对 C a 的吸附量 ； 由图 4可知 ， 在 T S 一 1土样 中， C a 和 M n 的存在 不会 对黄 壤 吸附 c d 产生影 响， 而 N a 会增加 土壤对 C d 的吸附量 ； 由图 5可 知 ， 在 T X ． 1土样 中， N a 、 C a 和 Mn 的存在会使 黄壤对 c d 的吸附量降低， 其减小幅度为 C a Na Mn 。 3 结论 1 在黄土性土壤中， c d 的静态吸附平衡时 间为2 h ， 吸附量保持在 1 3 4 0 1 6 3 0 m g ／ k g ， 吸附速 率维持在 6 7 0 8 1 5 m g ／ k g h 。 2 黄土性土壤吸附 C d ， 用 L a n g m u i r 方程和 F r e u n d l ic h 方程吸附拟合的线性相关系数 均达到 0 ． 9 5以上， 说明等温吸附过程符合 L a n g m u i r 模型和 F r e u n d l ic h 模型。其中 F r e u n d l i c h等温方程的拟合 常数 1 ／ n 1 ， 说明吸附过程是优惠吸附； 符合 L a n g m u i r 方程 ， 说明在黄壤表面 C d 的吸附为单分子层 吸附， 主要为离子交换作用。 3 土壤的不 同， 杂质离子对 C d 吸附 的影响 也不 同。 参考文献 [ 1 ] Z e n g N i ， T e n g Y a n g u o ， Wa n g J i n s h e n g ， e t a 1 ． S t u d y o n t h e [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] s t a t i c a b s o r p t i o n o f c o p p e r a n d c a d m i u m o f t h e s o i l s [ J ] ． E n v i r o n me n t al S c i e n c e a n d Ma n a g e m e n t ， 2 0 0 8 ， 3 3 8 4 3 ． 4 6 ． Wang Y， T a n g X W ， C h e n Y M， e t a1． Ad s o r p t i o n b e h a v i o r a n d m e c h a n i s m o f C d I I o n l o e s s s o i l f r o m C h i n a [ J ] ． J o u mal o f Ha z a r d o u s Ma t e ri a l s ， 2 0 0 9 1 7 2 3 0 3 7 ． Xi o n g C， Y a o C， Wa n g L， e t a1． Ad s o r p t i o n b e h a v i o r o f C d I I f r o m a q u e o u s s o l u t i o n s o n t o g e l t y p e w e a k a c i d r e s i n [ J ] ． H y d r o m e t a l l u r g y ， 2 0 0 9 9 8 3 1 8 - 3 2 4 ． Z o n g L i a n g g a n g ， Xu Xi a o y a n ． Ad v a n c e i n s t u d i e s o f c a d m i nm s o r p t i o n a n d d e s o r p t i o n i n s o i l s [ J ] ． E c o l o gy a n d E n v i r o n m e n t ， 2 0 0 3 ， 1 2 3 3 3 1 - 3 3 5 ． Mc B r i d e M B， S u a v e ， He n d e mh o t W． S o l u b i l i t y c o n t rol o f c u ， z n ， C d a n d P b i n c o n t a m i n a t e d s o i l s [ J ] ． E u r J S o i l S c i ， 1 9 9 7， 4 8 3 3 7 - 3 4 6 ． Naid u R， Ko o k a n a R S， S u mn e r M E ．C a d mi u m s o r p t i o n and t r a n s p o r t i n v a ri a b l e c h a r g e s o i l s a r e v i e w [ J ] ． J E n v i - r o n Q u al， 1 9 9 7 ， 2 6 6 0 2 -61 7 ． C o v e l o E F， A n d r a d e M L， Ve g a F A． He a v y me t al a d s o r p t i o n b y h u mi c a m b r i s o l s s e l e c t i v i ty s e q u e n c e s a n d e o m p e t i t i v e s o rpt i o n k i n e t i c s[ J ] ． J C o n o i d I n t e r f a c e S c i ， 2 O 0 4。 2 8 0 1 - 8 ． F o n t e s P F， Go me s P C． S i mu l t an e o u s c o mp e t i t i v e a d s o rp t i o n o f h e a v y me t als b y t h e mi n e r a l ma t rix o f t r o p i c a l s o i l s [ J ] ． A p p l i e d G e o c h e m i s t r y ， 2 0 0 3 ， 1 8 7 9 5 8 0 4 ． 1 J 1 J 1 J 1 J