自行式飞机除冰车现状及发展趋势

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建设机械技术与管理 2021.03 
飞机除冰车是寒冷地区机场或航空公司必备的飞机运行安全保障车辆。当气温下降,冰雪天气来临时,原本停放在机场上的飞机,其表面会结冰,影响飞行。为保证航班的正常运营,要求飞机在起飞前半小时内必须除冰。
1 引 言
飞机在遇有气温低、湿度大、降雨、降雪等寒冷天气时,会在其表面形成一层霜、雪或冰。冰雪凝结在飞机上,会使飞机在起飞速度本来就不快的状态下,空气动力性能变坏,过早出现失速,飞行员对飞机的控制难度加大,影响飞机的安全性和操作性,甚至导致飞行事故。[1]
因此,飞机起飞前及时清除表面的冰、雪、霜至关重要。飞机除冰车的主要功能就是清除待起飞飞机机身、机翼表面上的结霜、积雪和结冰,将防冰液或加热到指定温度的除冰液以一定的压力喷射到飞机结冰、积雪部位,进行除冰、防冰作业。[2]
2 飞机除冰车主要系统组成
飞机除冰车主要由底盘及动力系统、除防冰系统、高空作业系统、电气系统、液压系统等部分组成。如图2示。
(1)底盘及动力系统
底盘要求能够实现高低速行走,在进行除冰作业时低速行走,以保证操作者的高空作业安全,要求稳定性好、对高空作业无任何冲击;而在非除冰作业时,底盘同时又能满足汽车高速、远距离行驶的特点。[2]
动力系统一方面可以为除冰车的行走提供动力;另一方面还可以为除防冰系统、高空作业系统等上装提供动力。
(2)高空作业系统
高空作业系统用于将除冰操作人员举升到合适的高度,有效地对飞机操纵面、机翼、尾翼和机身上部等区域喷洒除冰/防冰液,以对飞机进行除防冰作业,要求其操作平顺、
工作稳定、自动调速、安全可靠。
自行式飞机除冰车现状及发展趋势
牙科涡轮机The Current Situation and Development Trend of Self Propelled Aircraft
Deicing Vehicle
叶爽利/ YE Shuangli 赵建东/ ZHAO Jiandong 曹启升/ CAO Qisheng
(江苏师范大学科文学院,江苏  徐州  221011)
摘 要:
led球泡灯罩本文介绍了自行式飞机除冰车的主要系统组成、国内外自行式飞机除冰车的现状以及发展趋势,为我国飞机除冰车的发展提供借鉴和参考。关键词:
飞机除冰车;系统组成 ;现状; 发展趋势
中图分类号:
TH69
文献标识码:A 图1 飞机除冰车正对飞机进行除冰
WWW.02245.INFO
1.照明系统
2.高空作业平台
3.高空作业臂
4.转台
5.动力系统
6.液罐
7.底盘
8.托架
9.喷
图2 自行式飞机除冰车结构
2021.03  建设机械技术与管理
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高空作业系统的工作臂末端有供操作人员进行操作的高空作业平台。高空作业平台又分为开放式的工作篮、封闭式的工作舱及封闭式工作舱配备开放平台等形式。工作舱能够对操作者提供防护,避免喷气、烟雾、液体喷雾以及天气等对操作者产生影响;工作篮不能对操作者提供有效防护,但可便于对飞机进行检修作业,用户可根据实际情况进行选择。
(3)除防冰系统
除防冰系统主要由加热装置、喷射系统等部分组成,用于对飞机进行除冰和防冰作业。除冰作业时,通过加热装置将除冰液加热到85℃,再由喷射系统喷出,喷洒到飞机的表面;防冰作业用于在除冰作业后把防冰液喷洒到飞机表面上,防止飞机再次结冰。
早期的飞机除冰车加热装置大多采用循环式加热方式,其通过车载燃油锅炉循环加热除冰液,启动加热后需经过50分钟才能使除冰液温度升至85℃左右,能源浪费大,工作效率低。现这种加热方式已逐渐被即热式加热方式所取代。即热式加热装置在除冰液喷射过程中即时对液体温度进行加热控制,瞬间可将其升温到85℃左右并由喷喷出,除冰车加热系统从启动至液体加热到85℃仅需要1.5~5分钟,其除冰效率大大提高,为目前国内外飞机除冰车普遍采用的加热方式。[2]
(4)液压系统
液压系统用于为所有执行机构提供液压动力,以实现飞机除冰车高空作业时的低速行走、各臂架动作、转台回转、工作舱回转、除防冰系统动作、液压系统散热、提供备用动力源完成应急收车等功能。其采用欧姆西HT400分动箱,
将其自带低速行走所用的变量泵及液压马达与整车液压系统连接,实现除冰车高空作业时的低速行走功能;采用负载敏感比例多路阀的方案控制各油缸及马达的动作,速度可调、动作平稳可靠;各油缸及马达均有平衡阀,能可靠地锁紧油缸及马达,保证作业安全、可靠;工作舱采用静液调平方式进行调平;除防冰作业的动力由双泵提供,即除冰用液压泵
(a)工作篮            (b)工作舱          (c)工作舱+开放平台
图3 高空作业平台形式
和防冰用液压泵分开,各动作相互独立,互不影响,提高可靠性;同时系统设置应急电动泵和手动泵双重备用动力,确保在紧急情况下安全收车,保障作业人员安全。
(5)电气系统
电气系统用于实现高空作业各项动作的精确控制,完善的检测、报警及安全保护控制,
作业工况实时检测、存储及显示,设备工作状态全面监控,上下车双向通信,故障自动报警等,以保证除防冰作业的安全可靠和顺利进行。同时还配备有完善的照明系统,以保障夜间作业安全。其采用基于CAN 总线的PLC 可编程控制器系统,由上车控制器和工作舱控制器两部分构成,分别安装在主控制箱和工作舱的控制箱内,控制器之间通过一条高速数据总线进行数据交流。工作舱底部设置超声波传感器和称重传感器,实现防碰撞和超载保护;高空作业臂配备编码器、长角传感器,能够实时检测转台回转角度、主臂伸缩长度和仰角,保证臂架在安全稳定区域内动作,防止车辆倾翻;液罐设置液位传感器,实时检测液位状态、中低位预警、超低液位自动关闭加热器和喷,防止除防冰泵空抽及锅炉干烧等。
3 国内外发展现状
3.1 
国外发展现状
早在20世纪60年代,北欧等降雪量较大的国家已开
(a)GLOBAL 的除冰车       
       (b)JBT 的除冰车
(c)Vestergaard 的除冰车           (d)Safeaero 的除冰车
图4 国外飞机除冰车
展了对飞机除冰车的研究,经过几十年的发展,国外飞机除冰车的产品技术已比较成熟,生产厂家有美国的GLOBAL 公司、美国的JBT公司、丹麦的Vestergaard公司、瑞典的Safeaero公司等。
可视化调度系统
(1)产品系列化程度高
国外厂家产品品种规格较为齐全,其产品线能满足从小型支线飞机到空客A380超大型客机等几乎所有机型在内的除冰作业。
(2)产品模块化程度高
国外厂家对整车部件、系统等采用模块化设计,能够根据用户需求进行定制。如高空作业系统,可根据用户实际需求定制不同的作业臂高度;高空作业平台提供工作篮、工作舱或加装开放平台等多种形式供用户选择;除冰系统可根据用户实际需求选择配置一个或多个液罐等。
(3)产品自动化程度高
国外飞机除冰车产品自动化程度较高,主要体现在:操纵室内采用计算机触屏操作面板,使操作更加便捷;具有精确的除冰液比例控制系统,可通过温度传感器自动调节除冰液比例或根据天气情况手动
设置,比例可实时显示并具有比例偏差警报系统;具有精准的喷头控制技术,满足飞机各部位除冰作业需求,最大程度的减少除冰液使用量,节约成本,更加环保;有的公司还开发了先进的单人操作系统,消除除冰人员和驾驶员之间的沟通问题,控制更加灵活,节省劳动力等。
3.2 国内发展现状
我国对飞机除冰车的研究制造起步较晚,21世纪初才有空港设备制造商开始自主生产飞机除冰车,但总体结构和技术基本上是模仿国外的技术,自主研发程度低,大多数厂家生产的飞机除冰车除汽车底盘外的主要配套部件大多为整体进口。
目前国内制造飞机除冰车的生产企业很少,主要生产厂家有威海广泰、新胜福瑞、深圳达航、重庆凯瑞等。除威海广泰外,大多数厂家产品型号单一,系列化程度低。产品在控制技术、可靠性等方面也与国外同类产品存在较大差距。
4 发展趋势
(1)全面系列化方向发展
不同等级的机场对飞机除冰车的需求不同,不同机型的飞机所适用的飞机除冰车也不尽相同,同时飞机除冰车的选用还会受到地理位置、气候、天气等自然因素的影响,因此单纯一种或一类飞机除冰车
已无法满足所有状况下的除冰作业要求,飞机除冰车必然向着全面系列化方向发展,以适应不同的除冰作业需求。目前,国外一些主要生产厂家已向这个方向发展,并开发出了一系列产品。iack
(2)低碳环保方向发展
随着全球气候变暖,节能减排已经成为全球着力解决的问题,绿环保已成为社会的主旋律。国内民航方面也出台了相应的规划措施,大力号召“积极推进机场建设和地面服务中的节能减排”。作为冬季机场飞机除冰不可缺少的设备,飞机除冰车也必然向低碳环保方向发展。如在除冰系统中加入高压空气,减少除冰液使用量;整机采用单发动机控制,降低油耗;在除冰车上加装红外线加热器,利用红外线加热技术对飞机表面进行除冰等。
(3)智能化方向发展
飞机除冰车服务的对象为高端产品,价格昂贵。为避免在除冰过程中对飞机产生碰撞或破坏,同时减轻除冰人员工作量、降低除冰液使用量、提高除冰效率,飞机除冰车将向智能化、自动化、机电液一体化方向发展。目前,国外一些公司已经研发出了智能喷射系统、流量自动监测系统、单人操作系统等,智能化将是飞机除冰车发展的必然趋势。
(4)安全性和舒适性
除冰作业环境通常都较为恶劣,为改善除冰操作人员的工作条件,飞机除冰车的设计更注重产品的舒适性和安全性,加强防噪音、减轻驾驶室振动,注意保暖和通风等,使驾驶员在能够在一个较为舒适的环境中工作。
5 结束语
随着我国民航业的不断发展,飞机除冰车的需求也将不断增加。在我国目前情况下,飞机除冰车的进一步发展既有机遇也面临着挑战。各生产厂家需从技术创新入手,在掌握飞机除冰车核心技术的基础上,开发适合我国国情需要的智能、高效、自动、安全、舒适的飞机除冰车产品,才能改变我国目前飞机除冰车技术形态比较单一的现状,推动飞机除冰技术快速前进。
参考文献
[1] 吕永.飞机除冰车作业臂机械结构的研究[J].中国优秀
硕士学位论文全文数据库, 2013.
[2] 夏建满,徐赫男.飞机除冰车技术现状[J].专用汽车,
2010(02):39-41.
收稿日期:2021-03-15
作者简介:叶爽利,女,硕士,工程师,主要研究工程机械产品中的电气控制系统。电泳整流器
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