直升机旋翼防除冰技术研究进展

doi:10.7527/S1000-6893.2023.29458

Abstract

Abstract:

Icing will seriously affect the flight performance of helicopters and threaten their flight safety. The rotor is the main component of helicopters affected by icing， and how to carry out rotor anti-icing and de-icing with low energy consumption and high efficiency is an urgent problem for helicopters. Unlike that of fixed wings， rotor icing has a more complex flow field， and many anti-icing and de-icing technologies that perform well on fixed wing aircraft cannot be directly used on helicopter rotors. The characteristics and main response factors of rotor icing are introduced firstly， and the impact of icing on the aerodynamic performance of helicopters is summarized. Then， the principles， advantages and disadvantages， and scope of application of existing anti-icing and de-icing technologies are emphasized. The advantages of composite anti-icing and de-icing technologies represented by electrothermal-mechanical and electrothermal coating technologies are discussed in detail. Suggestions for the subsequent development of helicopter rotor anti-icing and de-icing are proposed. This article has certain significance for promoting the development of helicopter rotor anti-icing and de-icing technologies.

Key words: helicopter, rotor icing, electric anti-icing and de-icing, mechanical deicing, hybrid anti-icing and de-icing

CLC Number:

V242.2

Liguo WANG, Liang ZHOU, Song ZHANG, Yong WU, Peng LI, Jiaxing CHEN. Research progress on anti-icing and de-icing technologies for helicopter rotors[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2023, 44(S2): 729458-729458.

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技术名称	原理	优点	缺点	应用
气动除冰	当旋翼表面有积冰时，气囊迅速充气膨胀，使积冰在外力的作用下破裂	能耗低、质量轻、结构相对简单和维修更方便	影响直升机气动性能；除冰效果一般；气囊膨胀需要克服气动压力；气动滑环结构复杂；气囊容易被腐蚀	小型直升机
液体防冰	防冰液与撞击在桨叶表面上的过冷水滴混合，降低其凝固点	能耗低，维修方便，不产生冰瘤	质量重；防冰效果一般；喷液孔易堵塞	防除冰面积较小的桨叶
电热防除冰	将电能转化成热能，使桨叶表面温度维持或升高至冰点以上	防除冰效果好	系统较复杂；质量重；会产生溢流冰	大部分在役直升机

年份	研究单位	方法	实验条件	节能比/%
2011	加拿大魁北克大学^［59］	疏水与电热	LWC=0.3 g/m³， MVD=20 μm， T=-5~-20 ℃， V=21 m/s	33
2011	加拿大阿尔伯塔大学^［60］	超疏水与电热	LWC=1.5 g/m³， MVD=50 μm， T=-17 ℃， V=28 m/s	80
2015	空客公司与慕尼黑工业大学^［61-62］	超疏水与电热和电机械	LWC=0.45 g/m³， MVD=20 μm T=-8 ℃， V=120 m/s	9
2017	加拿大肯高迪亚大学^［63］	超疏水与电热	LWC=4.8 g/m³， MVD=60 μm， T=-15 ℃， V=23 m/s	50
2018	中国西北工业大学^［64］	超疏水与电热	LWC=0.377 g/m³， MVD=70 μm， T=-5 ℃， V=15 m/s	90

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Research progress on anti-icing and de-icing technologies for helicopter rotors

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