飞机地面除冰系统是保障冰雪天气民航飞行安全的重要装备,加热管是该系统的关键元件。为满足对高黏度除冰液的快速加热需求,提出一种新型双螺旋梯形槽管。建立以槽深h、上底宽m、底角θ为结构特征参数的异型管数学模型,采用多项式函数构建响应面近似模型,综合考虑结构参数对努塞尔数、阻力系数和综合评价指标的影响。利用非支配排序遗传算法进行多目标优化,筛选得到结构参数的Pareto最优解集。结果表明:当h∈[1. 06,1. 08]、m∈[0. 17,0. 33]和θ∈[84. 06,84. 75]时,努塞尔数提高了78. 7%,综合评价指标提高了60%~62%。优化后的异型管可实现除冰液的快速加热,有利于提高航班正点率。

热源功率、送丝速度、冷却速率是影响超薄压气机叶片堆焊修复质量的关键参数。通过建立数学模型,计算了不同送丝速度下堆焊高度的数值解。根据合金热物性参数和前期钛合金试验结果,推导出Inconel718合金的热输入范围。针对超薄叶片修复特征,选择送丝速度为2.54 mm/s时进行传热建模,求解出不同热输入下焊缝截面的最高温度分布曲线,分析得到与之相匹配的热输入数值。在此基础上,结合流体传热理论,求解出不同冷却流速下的流体温度和夹具等温线的变化,并得到熔池及焊缝截面最高温度随时间的变化曲线。结果显示:在热输入为431 W、送丝速度为2.54 mm/s、流体流速为4.6 L/min时,焊缝可达到较好的热循环效果。研究方法及结果为压气机叶片堆焊修复工艺设计提供参考,具有较好的工程应用价值。

除冰液的加注速度是影响机场除冰作业效率的重要因素。设计了一种面向飞机除冰装备领域的双作用式大流量往复泵，给出了设计原理、主要部件设计计算书及总体设计图。通过建模仿真分析双作用泵的压力流量特性；通过改变活塞间隙的仿真实验得到系统阻尼和流量输出的折中优化方案，并依据仿真得到的最佳参数进行实验，验证仿真分析的合理性。结果表明：根据除冰液的粘度，活塞间隙在3 mm条件下，系统阻尼、流量、脉动到达最优关联，流量输出平稳，验证了设计方案的合理性和可行性。泵在工况压力范围内，输出流量和脉动抑制均达到预期效果，性能超越现有同类除冰加液设备性能，为行业应用和相关设备的设计提供参考。