栗枢，曹广州

(南京航空航天大学 a. 能源与动力学院； b. 无人机研究院，江苏 南京 210016)

0 引言

飞机在空中飞行过程中会穿过大量云层，与过冷水滴相遇，短暂而迅速的冲击就会使得过冷水滴迅速凝结成冰，依附在飞机表面的迎风部件上，飞机机翼、直升机旋翼[1]、无人机螺旋桨、挡风玻璃、发动机进口、测温及测压探头等，产生了飞机表面的结冰现象[2-3]。积冰类型常见的有明冰[4-5]、霜冰和混合冰三种。当温度较高，水滴含量较大的过冷水滴撞击到飞机的积冰部件表面时，只有一部分过冷水滴冻结成冰，即所谓的明冰。若未对飞机设置防冰系统，下游区域会形成对飞行性能影响更为严重的冰脊[6]。

无人机分为固定翼无人机和多旋翼无人机，拥有三个以上旋翼的无人机称为多旋翼无人机，而军用无人机大多是固定翼无人机。飞行过程中，无人机螺旋桨、摄像头等部位的积冰不可避免，这些积冰影响着飞机的飞行性能和飞行安全，甚至可导致飞机坠毁[7]。

普通有人机结冰会导致飞机升力减小、阻力增大、易失速、发动机功率下降、视线不清、探测数据失真等问题的发生，影响飞机性能和安全[8]。例如直升机旋翼表面的积冰会导致转矩的急剧增加[9-13]，使得飞机的升力减小，阻力增大，过大的转矩甚至会超过发动机所能够承受的极限，从而使得飞行变得十分危险。而对于速度较慢的中小型无人机，其迎风部件如螺旋桨、机翼、摄像头等更易结冰，加之其自身的气动稳定性较差且动力有限，因此更易受影响。……