航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具及制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及航空发动机吞冰试验技术领域，特别地，涉及一种航空发动机吞冰试 验用冰雹的制冰模具。此外，本发明还涉及一种包括上述航空发动机吞冰试验用冰雹的制 冰模具的航空发动机吞冰试验用冰雹的制作方法。
【背景技术】
[0002] 对于全天候飞机，必须面对多样性的气候条件，其中遭遇冰雹和进气道结冰是两 种典型存在较大飞行威胁的飞行气候，危险性极高，轻者造成压气机结构损结，重则发动机 空中停车，甚至空中解体。据美国海军研究实验室报告报道，1964年至1984年间的二十年 间，其海军飞机共发生约525起吞冰相关事故，平均每年近30起。
[0003] 为此国内外针对航空发动机吞冰试验开展了大量的研究，并将吞冰试验纳入到发 动机定型取证的必要环节，为了使得吞冰试验具有代表性，试验对冰雹及冰片形状、大小、 温度及密度等做了严格的规定。
[0004] 我国航空发动机尽管在《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》(GJB 241A-2010)和《航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范》(GJB 242-1987)等标准中已将吞冰试验 纳入航空发动机定性考核试验，但基本上未开展。
[0005] 在日常生活领域，冰的制作较为常见，但较为随意，且其大小、形状、温度和密度等 均不可控，难以符合航空发动机吞冰试验对冰雹及冰片的物理属性方面的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具及制作方法，以解决现 有日常生活领域冰的制作较为常见，但其制作更多注重的是冰的制冷效果、外观美化及制 作便捷等因数，所制冰均难以符合航空发动机吞冰试验对冰雹及冰片的物理属性方面要求 的技术问题。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供一种航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具，包括 利用外表面成型的上冰模以及利用内表面成型的下冰模;上冰模的下表面设有向上凹陷并 用于冰雹制作成型的上半球模，下冰模的内腔底面设有向下凹陷并用于冰雹制作成型的下 半球模，上半球模与下半球模上下一一对应布置;上冰模通过扣合于下冰模的内腔中以使 上冰模的下表面与下冰模的内腔底面完全贴合，上半球模与下半球模贴合形成完整的球形 冰雹模;上半球模顶部开设有用于排放内部气体和注入制冰用水的注水溢流孔。
[0008] 进一步地，上冰模包括上模侧壁以及上模底板，上半球模设于上模底板上；下冰模 包括下模侧壁以及下模底板，下半球模设于下模底板上;上模侧壁与下模侧壁的外形相同， 且上模侧壁的外尺寸与下模侧壁的内尺寸相匹配，以使上模侧壁与下模侧壁可以完全贴 合。
[0009] 进一步地，上冰模和/或下冰模设有用于施力使上冰模与下冰模分离的施力部。
[0010] 进一步地，上冰模的上边缘和/或下冰模的上边缘设有用于施力使上冰模与下冰 模分离的施力部。
[0011] 进一步地，上冰模与上半球模之间采用方便上冰模从下冰模内腔脱出的中空结 构。
[0012] 进一步地，上冰模的高度大于上半球模的球半径尺寸;和/或下冰模的高度大于下 半球模的球半径尺寸。
[0013] 进一步地，上冰模、上半球模、下冰模、下半球模中的至少一个采用硅胶制作成型。
[0014] 进一步地，上冰模与上半球模采用一体制作成型；和/或下冰模与下半球模采用一 体制作成型。
[0015] 进一步地，上半球模可拆卸地装配于上冰模上;和/或下半球模可拆卸地装配于下 冰模上。
[0016] 根据本发明的另一方面，还提供了一种航空发动机吞冰试验用冰雹的制作方法， 其采用上述航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具，具体步骤如下:将下冰模置于水平位 置，分别向下半球模内注入制冰水，直到下半球模内充满制冰水为止;将上冰模扣合于下冰 模内腔中，保证上冰模与下冰模结合面紧贴;利用注水设备从注水溢流孔向上半球模内注 入制冰水，直至制冰水从溢流孔内持续溢出为止;将整个制冰模具置于冰箱冷冻室内或冰 库内，24小时后取出；将取出的制冰模具进行拆模，获得制作成型的航空发动机吞冰试验用 冰雹。
[0017] 本发明具有以下有益效果：
[0018] 本发明航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具，利用上冰模的外表面以及下冰模 的内表面进行冰雹的成型，通过上冰模与下冰模的套合形成冰雹的制冰水注入模腔；上半 球模与下半球模上下一一对应，通过使上冰模的下表面与下冰模内腔底面的贴合，从而形 成相对扣合成整球形状的冰雹模结构，并且通过上冰模与下冰模的贴合使整球形状的冰雹 模结构周围的空气排空，通过注水溢流孔排放内部气体同时注满整个整球形状的冰雹模结 构，并且能够消除结合面多余的冰体，以免除冰雹制作完成还需要后期处理的步骤。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0020] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021] 图1是本发明优选实施例的航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具的结构示意 图；
[0022] 图2是本发明优选实施例的航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具的结构尺寸示 意图。
[0023]图例说明：
[0024] 1、上冰模；101、上模侧壁；102、上模底板；2、下冰模；201、下模侧壁；202、下模底 板;3、上半球模;4、下半球模;5、注水溢流孔;6、施力部。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和 覆盖的多种不同方式实施。
[0026] 图1是本发明优选实施例的航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具的结构示意 图；图2是本发明优选实施例的航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具的结构尺寸示意图。
[0027] 如图1所示，本实施例的航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具，包括利用外表面 成型的上冰模1以及利用内表面成型的下冰模2;上冰模1的下表面设有向上凹陷并用于冰 雹制作成型的上半球模3,下冰模2的内腔底面设有向下凹陷并用于冰雹制作成型的下半球 模4,上半球模3与下半球模4上下一一对应布置;上冰模1通过扣合于下冰模2的内腔中以使 上冰模1的下表面与下冰模2的内腔底面完全贴合，上半球模3与下半球模4贴合形成完整的 球形冰雹模;上半球模3顶部开设有用于排放内部气体和注入制冰用水的注水溢流孔5。本 发明航空发动机吞冰试验用冰雹的制冰模具，利用上冰模1的外表面以及下冰模2的内表面 进行冰雹的成型，通过上冰模1与下冰模2的套合形成冰雹的制冰水注入模腔。上半球模3与 下半球模4上下一一对应，通过使上冰模1的下表面与下冰模2内腔底面的贴合，从而形成相 对扣合成整球形状的冰雹模结构，并且通过上冰模1与下冰模2的贴合使整球形状的冰雹模 结构周围的空气排空，通过注水溢流孔5排放内部气体同时注满整个整球形状的冰雹模结 构，并且能够消除结合面多余的冰体，以免除冰雹制作完成还需要后期处理的步骤。可选 地，上半球模3与下半球模4上下一一对应形成的组件可以设置为一组、两组、三组或者多 组。
[0028] 如图1所示，本实施例中，上冰模1包括上模侧壁101以及上模底板102。上半球模3 设于上模底板102上。下冰模2包括下模侧壁201以及下模底板202。下半球模4设于下模底板 202上。上模侧壁101与下模侧壁201的外形相同，且上模侧壁101的外尺寸与下模侧壁201的 内尺寸相匹配，以使上模侧壁101与下模侧壁201可以完全贴合。能够将球形冰雹模周边的 空气均排除，从而消除冰雹制作完成后还带有附属冰片需要清理的问题。
[0029] 如图1所示，本实施例中，上冰模1和/或下冰模2设有用于施力使上冰模1与下冰模 2分离的施力部6。通过对施力部6进行施力，以实现上冰模1与下冰模2之间的脱模。
[0030] 如图1所示，本实施例中，上冰模1的上边缘和/或下冰模2的上边缘设有用于施力 使上冰模1与下冰模2分离的施力部6。通过对施力部6进行施力，以实现上冰模1与下冰模2 之间的脱模。
[0031] 如图1所示，本实施例中，上冰模1与上半球模3之间采用方便上冰模1从下冰模2内 腔脱出的中空结构。方便施力使上冰模1产生结构变形，从而使上冰模1轻易能够从下冰模2 内腔脱出。
[0032] 如图1和图2所示，本实施例中，可选地，上冰模1的高度大于上半球模3的球半径尺 寸;且下冰模2的高度大于下半球模4的球半径尺寸。可选地，上冰模1的高度大于上半球模3 的球半径尺寸。可选地，下冰模2的高度大于下半球模4的球半径尺寸。能够保证冰球能不液 位始终处于充盈状态。
[0033] 如图1所示，本实施例中，上冰模1、上半球模3、下冰模2、下半球模4中的至少一个 采用硅胶制作成型。由于硅胶柔软且弹性好，即可保证模型要求形状，同时方便成型冰球取 出。可选地，上冰模1、上半球模3、下冰模2、下半球模4四者可以采用相同材料。可