實驗名稱：翼型壓電振動除冰實驗研究

實驗原理：壓電除冰技術(shù)利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，通過安置在結(jié)構(gòu)表面的壓電作動器的激振，引起待除冰結(jié)構(gòu)振動，從而在結(jié)構(gòu)與冰層交界面產(chǎn)生剪切應(yīng)力，當(dāng)剪切應(yīng)力超過冰層與結(jié)構(gòu)表面之間的黏附強(qiáng)度，冰層就會從結(jié)構(gòu)表面脫落。

測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-8202、發(fā)射壓電元件、接受壓電元件、示波器。

實驗過程：實驗選用的信號發(fā)生器，產(chǎn)生固定幅值和頻率的不同類型的波形信號。功率放大器選擇了安泰生產(chǎn)的8202T型功率放大器，其可操作的頻率范圍為10Hz20Mhz，最大的輸出功率為100W，可以滿足高頻超聲振動實驗的要求。示波器選用了Tektronix公司生產(chǎn)的TDS1012型示波器。整體的實驗設(shè)備進(jìn)行了調(diào)試和測試，滿足了實驗的要求。此外，對于能量傳輸系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的諧振網(wǎng)絡(luò)匹配會影響系統(tǒng)的傳輸功率和效率，通過有效地諧振網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，可以提高系統(tǒng)傳輸功率和效率

實驗結(jié)果：實驗采用兩種方法進(jìn)行冰層的獲取:一種為“速凍”方式，即通過規(guī)則的結(jié)冰模具進(jìn)行結(jié)冰，然后把規(guī)則的冰塊凍結(jié)在翼型表面，該過程類似與飛機(jī)結(jié)冰過程中結(jié)冰環(huán)境溫度較低的情況:一種為“漸凍”方式，即事先在翼型表面上滴加液態(tài)水，然后按照一般的冰凝結(jié)方式進(jìn)行凍結(jié)，該方法類似于飛機(jī)結(jié)冰過程中結(jié)冰環(huán)境溫度稍高的情況。

圖5.8為一般典型的結(jié)冰狀況

三種布局方式均進(jìn)行了多次地面冷環(huán)境除冰實驗。每個布局方式下均有冰塊脫落現(xiàn)象。在效果較好的除冰實驗工況下，發(fā)現(xiàn)壓電元件附近的冰脫落的最快，主要原因是壓電元件附近的結(jié)構(gòu)振幅較大，而機(jī)翼前緣中間范圍區(qū)域的冰塊則較晚一些脫落，原因在于該區(qū)域的結(jié)構(gòu)振動相比于壓電元件附近稍小。同時，“速凍”方式的冰脫落的較快，而“漸凍”方式的冰不容易除掉，原因在于“速凍”方式的冰與結(jié)構(gòu)之間的粘附強(qiáng)度較小，而”漸凍”方式的冰凍結(jié)緩慢,，使冰與結(jié)構(gòu)交界面處形成較強(qiáng)的粘附作用，因此不容易去除。實驗證明了翼型壓電振動除冰方法的可行性。