[发明专利]结冰环境模拟系统及其试验方法

说明书

一种结冰环境模拟系统包括：环境模拟箱，环境模拟箱包括进风通道和回风通道；第一换热器，第一换热器与回风通道相连通，接收来自环境模拟箱的空气，并且对空气进行热交换，且第一换热器与进风通道相连通，使得经过热交换的空气流入环境模拟箱中；以及制冷剂源，制冷剂源中容纳有诸如液氮的惰性制冷剂，且制冷剂源与第一换热器相连通，从而惰性制冷剂能够流入到第一换热器中，用于对空气进行冷却。该系统可用于飞机的燃油系统结冰情况试验，能够确保试验过程中的安全性。还公开了使用该系统进行结冰环境模拟的试验方法。

技术领域

本发明涉及飞机燃油系统试验的技术领域，尤其是涉及一种用于飞机燃油系统的结冰试验的环境模拟试验装置。还涉及使用该环境模拟试验装置进行的试验方法。

背景技术

燃油系统是飞机上的重要系统。在飞机的飞行过程中，由于飞机处于温度较低的高空，发现在燃油系统的管路中有时会发生结冰现象。管路中的冰层会脱落，进而导致发动机推力下降。这会对飞机运行的安全造成重大影响。因此，在飞机设计过程中，需要对燃油系统的结冰进行模拟试验，这对于飞机的安全运行十分重要。

为此，在飞机设计过程中，存在环境模拟试验装置对飞机运行过程中燃油系统的结冰条件进行模拟验证。现有的环境模拟实验装置主要考虑高空环境中的低温控制和环境压力控制等因素来进行模拟验证。不过，在飞机飞行过程中，飞机的油箱会与外界大气相接触，特别是在穿越云层时，水蒸气会进入到油箱中。在降落过程中，进入油箱的水蒸气会遇冷揭露，从而导致燃油系统中含水量增加。因此，在模拟验证时，还需要考虑燃油系统中的湿度控制因素。而现有的环境模拟试验装置并未设计对燃油系统中的湿度控制。

为了对高空低温环境进行模拟，现有的环境模拟试验装置包括制冷单元对模拟环境进行制冷。现在通常采用的是机械制冷装置，其使用卤代烃制冷剂通过压缩制冷原理来进行制冷。使用卤代烃制冷剂的机械制冷装置技术相对成熟，但其系统比较复杂。复杂的系统使得制冷剂泄漏的风险加大。制冷剂和航空煤油都是易燃易爆的化学品，因此增加试验安全的风险。

由此，在飞机的环境模拟试验装置领域中，需要对结构进行改进，以克服上述存在的技术问题。

发明内容

本发明是为解决以上所述现有技术中的问题而做出的。本发明的目的是提供一种改进结构的结冰环境模拟系统，其能够更全面地考虑飞机燃油系统结冰的影响因素，提高试验过程中的安全性。另外，该结冰环境模拟系统还能够充分利用冷源。

本发明的结冰环境模拟系统包括：环境模拟箱，环境模拟箱包括进风通道和回风通道；第一换热器，第一换热器与回风通道相连通，接收来自环境模拟箱的空气，并且对空气进行热交换，且第一换热器与进风通道相连通，使得经过热交换的空气流入环境模拟箱中；以及制冷剂源，制冷剂源中容纳有惰性制冷剂，且制冷剂源与第一换热器相连通，从而惰性制冷剂能够流入到第一换热器中，用于对空气进行冷却。

在一种具体实施方式中，制冷剂源为液氮罐，且惰性制冷剂为液氮。

采用诸如液氮之类的惰性制冷剂来代替现有的压缩机制冷，氮气的惰性能够在很大程度上保证对燃油系统的结冰环境模拟试验过程中的安全性。

较佳地，还包括第二换热器，第二换热器与第一换热器相连通，从而在第一换热器中经过冷却的空气和第一换热器中的惰性制冷剂能够流入到第二换热器中，从而对空气再次进行冷却。

其中，第一换热器和第二换热器中的至少一个为板式换热器。

进一步地较佳地，还包括第一除湿单元，第一除湿单元连接在环境模拟箱和第一换热器之间，来自环境模拟箱的空气在第一除湿单元中除湿之后再流入第一换热器中，并且，第二换热器中的惰性制冷剂被输送到第一除湿单元中，用于对空气进行除湿。