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2022年全国创新仿真大赛优秀作品

2024-06-20 18:05:02
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项目:飞机机翼防冰除冰温湿度调控系统


获奖等级:一等奖

作品属性:仿真创新设计赛道-电路仿真设计方向

参赛院校:南京航空航天大学



作品介绍

2022 年 9 月,C919 国产大型客机研制成功,获得型号合格证,标志着我国具备自主研制世界一流大型客机能力,是我国国产大飞机事业发展的重要里程碑。为给国产大飞机事业献一份力,项目组开发了基于仿真的飞机防冰除冰温湿度调控系统。

本作品目标功能是解决飞机机翼结冰问题,旨在对机翼进行防冰除冰温湿度调控。项目组利用 Proteus Design Suite 软件强大的仿真系统为基础进行搭建,选择其中 Cortex-M3 系列微控制器 STM32F103R6 作为主控芯片。本作品采用低成本且安装便捷的温湿度传感器DS18B20 与 DHT11 安装在大飞机蒙皮上方,分布式并行采集机翼四周环增参数,对获取参数加权平均以后获得准确数值作为系统判断变量,同时数据会经由飞机尾部存储器存储。机组人员在驾驶室内通过对独立按键的操作实现系统的启动,临界结冰温湿度的设置,温湿度的显示,手动控制加热装置等功能。同时交互信息由驾驶室内 LCD1602 液晶屏显示,方便舒适。当设置完成临界结冰温湿度以后,系统自动监测机翼环境温湿度,当实际温湿度超出设定范围后启动蒙皮下方的加热片进行防冰除冰,当系统失效时报警模块启动,提醒工作人员。

项目组所开发的基于仿真的大型飞机防冰除冰温湿度调控系统,不仅适用于大飞机的防冰除冰,同时也可以应用于其他温湿度控制环境,例如汽车挡风玻璃的防冰防雾,大棚环境的参数监测,配电间温湿度控制,车间环境参数控制等各种场合,适用性广。


需求分析

随着我国在航空领域的技术突破,C919 国产大飞机以完成了型号合格证,同时更多类型的国产飞机也投入了研发。现代飞机的飞行控制系统自动化程度高,与不断发展的电气系统有着密不可分的关系。而当飞机能够正常飞行以后,飞机的飞行安全就是一个重点。而其中的飞机的结冰问题一直是一个热门问题,飞机结冰严重危害了飞机的安全性。飞机表面的冰晶会导致摩擦阻力的增大,同时机翼上的结冰层会减小飞机的升力,对飞机的起飞有很大的影响,尾翼上的冰晶大量聚集则会导致飞机平衡被扰乱,发生尾翼失速现象,因此本团队选择开发电热式除冰系统来应对飞机结冰问题。主要功能是根据飞机外部的温湿度情况,来判断是否处于临界结冰温湿度,并依此来选择是否启动电热丝工作。同时设置有报警系统,在设定功率范围内除冰效果不佳时进行报警,从而进行人工干预。本系统通过安装在机翼表面的温湿度传感器进行温湿度数据的采集,将采集数据送由单片机进行处理与判断,控制安装在蒙皮内的电热丝中流过的电流大小来控制发热的功率。通过独立按键来实现基本交互功能,使用简单方便,同时由液晶显示屏来显示温湿度帮助人工判断,更有利于飞机飞行的安全。


    PPT展示






转载,来源为仿真创新应用交流小组

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