射频功率放大器在翼型压电振动除冰实验研究中的应用
实验名称:翼型压电振动除冰实验研究
实验原理:压电除冰技术利用压电材料的逆压电效应,通过安置在结构表面的压电作动器的激振,引起待除冰结构振动,从而在结构与冰层交界面产生剪切应力,当剪切应力超过冰层与结构表面之间的黏附强度,冰层就会从结构表面脱落。
测试设备:信号发生器、ATA-8202、发射压电元件、接受压电元件、示波器。
实验过程:实验选用的信号发生器,产生固定幅值和频率的不同类型的波形信号。功率放大器选择了安泰生产的8202T型功率放大器,其可操作的频率范围为10Hz20Mhz,最大的输出功率为100W,可以满足高频超声振动实验的要求。示波器选用了Tektronix公司生产的TDS1012型示波器。整体的实验设备进行了调试和测试,满足了实验的要求。此外,对于能量传输系统而言,系统的谐振网络匹配会影响系统的传输功率和效率,通过有效地谐振网络设计,可以提高系统传输功率和效率
实验结果:实验采用两种方法进行冰层的获取:一种为“速冻”方式,即通过规则的结冰模具进行结冰,然后把规则的冰块冻结在翼型表面,该过程类似与飞机结冰过程中结冰环境温度较低的情况:一种为“渐冻”方式,即事先在翼型表面上滴加液态水,然后按照一般的冰凝结方式进行冻结,该方法类似于飞机结冰过程中结冰环境温度稍高的情况。
三种布局方式均进行了多次地面冷环境除冰实验。每个布局方式下均有冰块脱落现象。在效果较好的除冰实验工况下,发现压电元件附近的冰脱落的最快,主要原因是压电元件附近的结构振幅较大,而机翼前缘中间范围区域的冰块则较晚一些脱落,原因在于该区域的结构振动相比于压电元件附近稍小。同时,“速冻”方式的冰脱落的较快,而“渐冻”方式的冰不容易除掉,原因在于“速冻”方式的冰与结构之间的粘附强度较小,而”渐冻”方式的冰冻结缓慢,,使冰与结构交界面处形成较强的粘附作用,因此不容易去除。实验证明了翼型压电振动除冰方法的可行性。