一种飞机上播撒固体粉末的播撒口结构的制作方法

1.本专利属于飞机结构设计领域和人工影响天气技术领域，具体为一种飞机上播撒固体粉末的播撒口结构。


背景技术：

2.通过飞机进行人工影响天气作业(简称飞机人影作业)过程中，需要用到各种不同类型的催化剂，以面对复杂多变的气象条件，其中一大类催化剂被称作“暖云催化剂”。常用的暖云催化剂又包括膨润土、氯化钙、硅藻土等单一催化剂，亦有化工生产出的混合催化剂。总而言之，这些暖云催化剂在常温常压下呈现固态粉状结构，都具有吸湿性强，适用于在温度高于0℃的气象环境下进行作业。而在飞机人影作业过程中，若在云中投入适量的暖云催化剂，这些催化剂粉末便会作为凝结核，弥补云中大水滴数量的不足的情况，起到增雨效果；若继续大剂量投入暖云催化剂，还可以大量吸收云中水气，起到消云减雨的效果。
3.目前在飞机人影作业技术领域中，暖云催化剂的播撒，是行业内的一大难点，以至于在目前国内外的各型人影飞机上，都没有装备适合播撒暖云催化剂的设备系统。在目前的飞机人影作业过程中，暖云催化剂的播撒还需要依靠操作人员在飞行过程中打开飞机舱门，系好安全带，穿戴好防护服、口罩，再使用人力的方式向机外抛洒暖云催化剂。可想而知，对作业人员这是一种环境不友好、费力、又非常危险的方式，稍有不慎便会对人员安全造成威胁，发生难以挽回的安全生产事故。同时人工抛洒催化剂，会对飞机舱内造成粉污染，催化剂还会在潮湿云粒的作用下大量附着在舱门后侧的飞机外表面。
4.因此，在飞机人影作业技术领域，急需一种能够自动完成暖云催化剂播撒的设备，提升暖云催化剂的播撒的自动化、清洁化，彻底解决“暖云催化剂”播撒作业的环境不友好、体力耗费大的问题。
5.播撒口结构设计，是暖云催化剂自动化播撒设备的一部分，它是将固体粉末状暖云催化剂播撒到飞机外侧的出口。其设计难点在以下几个方面。第一，飞机在高速飞行时，播撒口设计要适合粉末状催化剂的播出，播撒口处迎面气流压力就不能直接作用与出口处，否则会影响催化剂的播撒。第二，催化剂从播撒口播出后，在空气流场的作用下，不能附着到播撒口后侧的飞机外表面，否在会带来清洗飞机的麻烦，浪费催化剂、影响催化效果，同时催化剂若附着到尾翼翼面上还会影响飞机的气动特性，对飞行安全来带不利影响。第三，播撒口需固定机身壁板上，还需与机身内播撒设备其他结构连接，要满足不同固定部位的装配容差设计要求。第四，播撒口与飞机外侧连通，播撒口在飞机舱内的部分，还需能承受飞机增压舱压力载荷。第五，连接部位要进行密封设计，以满足增压舱气密要求。


技术实现要素：

6.为解决现有技术存在的问题，本申请提出一种飞机上播撒固体粉末的播撒口结构
7.一种飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，其特征在于，所述的播撒口是一个管状结构，播撒口的上端设有安装法兰组件，将播撒口的上端固定在飞机机体上，播撒口上端与
飞机机体内的固体粉末储料容器相连通，播撒口的下端是出料口，出料口伸出飞机机体外侧，出料口位于播撒口管状结构下端的斜切面上，是一个向后倾斜的椭圆形，出料口的前侧管壁长于后侧管壁，出料口的前侧管壁与飞机的航向一致。
8.所述的安装法兰组件含有第一法兰、第二法兰和波纹管，波纹管位于第一法兰和第二法兰之间，第一法兰位于波纹管的顶部，第一法兰与飞机机体内的固体粉末储料容器的连接，波纹管与固体粉末储料容器连通，第二法兰位于波纹管的下端，第二法兰与飞机机体连接，机体内的固体粉末储料容器以及波纹管和出料口形成固体粉末的播撒通道。
9.本申请的有益效果在于：
10.1)在飞机飞行时，在高速流场的作用下，播撒出口的斜切面出料口能避开迎面气流的直径作用，并在出口处形成一个负压区，有利于粉末状固体催化剂的播撒。
11.2)播撒出口的斜切面的最低点伸出飞机蒙皮外表面至少150mm，催化剂播撒出后被气流包裹、加速，可以到达远离后侧机身和平尾的效果，避免在潮湿云粒作用下附着到飞机机体外表面。
12.3)可利用波纹管的可压缩/伸长的特性，补偿播撒口结构在机身壁板上固定和播撒设备连接之间的装配误差，提升装配工艺性与后期维护的便利性，以满足增压舱气密要求。
13.4)该播撒口设计也适用于其他固体颗粒的播撒。
14.以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述。
附图说明
15.图1是飞机上播撒固体粉末的播撒口结构示意图。
16.图2是播撒出口与飞机机体装配关系示意图。
17.图3是播撒出口的斜切尺寸及安装高度示意图。
18.图4是固体粉末经播撒出后的轨迹示意图。
19.图中编号说明：1播撒口、2第一法兰、3第二法兰、4波纹管、5出料口、6飞机机体、7固体粉末储料容器、8安装座、9固体粉末播撒出后的轨迹。
具体实施方式
20.参见附图，本申请提出的飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，如图1所示，所述的播撒口1是一个管状结构，播撒口1的上端设有安装法兰组件，将播撒口的上端固定在飞机机体6上，播撒口1上端与机体内的固体粉末储料容器7相连通，播撒口1的下端是出料口5，出料口5伸出飞机机体6外侧，出料口5位于播撒口管状结构下端的斜切面上，是一个向后倾斜的椭圆形，出料口5的前侧管壁长于后侧管壁，出料口5的前侧管壁与飞机的航向一致。
21.实施中的播撒口1是一个金属质焊接件，由圆形管、安装法兰组件两部分焊接而成。圆形管的上端为垂直于管轴向的平面，与安装法兰焊接在一起，并在飞机内部固定；另一端伸出到飞机机体外侧，为斜切45
°
的斜切面所形成的椭圆形出料口5，也就是说，出料口5位于播撒口管状结构下端的45度斜切面上。安装时，斜切面出口朝向航向后侧，斜切面的后侧点，即出料口的后端伸出飞机机体外表面至少150mm。固体粉末状的催化剂播从出料口撒出后被气来流包裹、加速，使固体粉末播撒出后的轨迹9可以到达远离后侧机身和平尾的
效果，避免在潮湿云粒作用下附着到飞机机体外表面。如图4所示，
22.安装法兰组件含有第一法兰2、第二法兰3和波纹管4，波纹管4焊接于第一法兰2和第二法兰3之间，承受飞机舱内气密载荷。第一法兰2位于波纹管4的顶部，第一法兰2与设在飞机机体6内的固体粉末储料容器7连接，使波纹管上端口与固体粉末储料容器7内的固体粉末连通，第二法兰3位于波纹管4的下端，第二法兰3通过安装座8和橡胶密封垫与飞机机体6连接，如图2所示，飞机机体内的固体粉末储料容器7以及波纹管4和出料口5形成固体粉末的播撒通道。


技术特征：
1.一种飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，其特征在于，所述的播撒口是一个管状结构，播撒口的上端设有安装法兰组件，将播撒口的上端固定在飞机机体上，播撒口上端与飞机机体内的固体粉末储料容器相连通，播撒口的下端是出料口，出料口伸出飞机机体外侧，出料口位于播撒口管状结构下端的斜切面上，是一个向后倾斜的椭圆形，出料口的前侧管壁长于后侧管壁，出料口的前侧管壁与飞机的航向一致。2.如权利要求1所述的飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，其特征在于，所述的安装法兰组件含有第一法兰、第二法兰和波纹管，波纹管位于第一法兰和第二法兰之间，第一法兰位于波纹管的顶部，第一法兰与飞机机体内的固体粉末储料容器的连接，波纹管与固体粉末储料容器连通，第二法兰位于波纹管的下端，第二法兰与飞机机体连接，机体内的固体粉末储料容器以及波纹管和出料口形成固体粉末的播撒通道。3.如权利要求1所述的飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，其特征在于，所述的出料口的后端伸出飞机机体外表面至少150毫米。4.如权利要求1所述的飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，其特征在于，所述的出料口位于播撒口管状结构下端的45度斜切面上。

技术总结
一种飞机上播撒固体粉末的播撒口结构，所述的播撒口是一个管状结构，播撒口的上端设有安装法兰组件，将播撒口的上端固定在飞机机体上，播撒口上端与机体内的固体粉末储料容器相连通，播撒口的下端是出料口，出料口伸出飞机机体外侧，出料口位于播撒口管状结构下端的斜切面上，是一个向后倾斜的椭圆形，出料口的前侧管壁长于后侧管壁，出料口的前侧管壁与飞机的航向一致。的航向一致。的航向一致。


技术研发人员：路航 赵兵 朱彤
受保护的技术使用者：中航西飞民用飞机有限责任公司
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2022/1/7