在特定的气候条件下 ， 高空飞行的飞机迎风表面通常会伴随三种不同形式的结冰现象 ， 即“水滴积冰” ， “干结冰”和“升华结冰” 。 冰在飞机表面持续积累 ， 最终因厚度和质量不断增大 ， 以至于冰以较高的速度向外甩出 ， 飞出的冰块可能导致飞机本身或设备的损坏 。
据资料统计 ， 1990年至2000年全球民航飞机因天气原因造成的飞行事故共有3230起 ， 其中与飞机积冰有关的有388起 ， 在这388飞行事故中， 飞机在飞行中因结构积冰占40% (153起） ， 地面积冰占8% (32起） ， 其他积冰方式占52% (203起） 。
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飞机结冰示例
螺旋桨桨叶 ， 飞机机翼前缘 ， 以及所有迎风面部件 ， 都是飞机防除冰要解决的重要部位 。 截止今日 ， 飞机在空中飞行中遇到结冰仍然是现代航空的主要威胁 ， 也是事故的主要原因之一 。 冰保护系统必须定位在空气动力学敏感区域 ， 在那里气流的小影响会对整体飞机的效率和性能产生重大的负面影响 。 在一定的结冰条件下 ， 冰会在飞机风挡、螺旋桨、直升机旋翼、发动机进气道前缘及进气部件 ， 螺旋桨、机瑟、尾翼等表面迅速堆积 ， 破坏平滑的气流 ， 增加阻力 ， 降低升力 。
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飞机机翼前缘防护
为防止飞机受积冰的影响 ， 通常会选择在飞机（如上述区域）进行主动防冰系统 ， 所有这些系统的设计目的都是为了防止或清除前缘表面的积冰 ， 并给飞行员留出离开结冰环境的时间 ， 目前气动除冰仍然作为通用航空、公务机和商用涡轮螺旋桨飞机最常用的除冰方案 。
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Villinger半导体柔性加热层技术
目前即使在具有主动除冰系统（例如电热除冰系统） ， 也会有一些冰在表面上无法及时去除 ， 经过国外30多年的研究 ， 大连义邦Villinger研发了一种适用于航空前缘、螺旋桨及其他部件 ， 除冰的超薄柔性加热层系统 ， 适用于各种表面的电加热的半导体涂料 (<0.2mm thickness, <150g/m2) ， 当施加电压时 ， 加热层提供了一个均匀的、全面的热量积聚 ， 并发出红外热辐射 ， 与零件的3D形状精确地匹配 ， 只增加0.2 mm的厚度 ， 反复破损之后还可以继续工作 。 只要接触线保持完好的状态 ， 即使柔性加热层被损坏出现多个孔洞 ， 加热层依然可以正常工作 。
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高效率抗损伤是未来发展趋势
飞机结冰 ， 地面和高空都存在影响气动 ， 飞行性能下降和安全隐患等诸多问题 ， 目前处理飞机表面结冰较为常用的还有“渗透机翼”液体除冰和“气体罩”系统 ， 但这两种方法都存在一定的缺点 ， 目前德国“艾莎”航空已于Villinger合作 ， 利用半导体柔性加热层技术用于机舱地板内饰 ， 也在新能源电池保温领域有所应用 ， 避免局部热点以及由于热效应可能造成的结构面或碳纤维层损坏等 。
【表面|半导体柔性加热层适合解决飞机螺旋桨和机翼前缘的防除冰问题】本文意在传播新材料资讯 ， 文中图片来自网络 。
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