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。

图5.8为一般典型的结冰状况

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。