結冰是自然界最自然的現象之一,但飛機結冰通常會給飛機帶來極大的安全隱患,如飛機螺旋槳、直升機旋翼結冰就會降低飛行效率,影響飛機操作性及穩定性等。隨著對飛機結冰現象的深入研究,科學家發現,飛機結冰不僅發生在冬天,只要飛機在結冰氣象條件下達到亞音速飛行,就有可能結冰。
同時引起飛機結冰的氣象條件是多樣的,如低溫、凍雨、雨水、冰雹、雨夾雪等等,長期以來,飛機防覆冰,降低冰附著在飛機上的強度是飛機涉及的重要課題。
由于冰脫落還可能造成發動機葉片斷裂,甚至導致機毀人亡的重大事故,尤其是大型飛機,如大型軍事運輸機具有大推力、大起飛重量、亞音速、強生存力等特點,這就決定了這一類飛機不可避免的存在飛行中的結冰問題。因此開展飛機結冰及其防護技術的研究、尤其是大型運輸機是不可避免忽視的重要問題,除冰劑,除冰劑是目前應用最為廣泛的一種基礎化學除冰方法,一般為多元醇、鹽類等親水性材料,缺點是耐久性較差,且對基材表面會產生一定的腐蝕性。最重要的一點僅能在飛機落地使用。
電熱防冰系統,該系統相對可持續穩定的起到防冰作用,主要用于螺旋槳槳葉、發動機進氣口整流罩等,除了需要交流或直流供電外,缺點是后期無法對飛機進行改造,需要在飛機初期設計中就考慮到電加熱設計,且價格相對較高。
降低冰附著強度的特種疏冰涂料,近年來防覆冰涂料可降低冰附著強度是一種興起的功能性特種涂料,其目的是減少或降低冰雪在設備表面累積,提高螺旋槳設備的抗冰雪等級,冰隨著離心力的持續增大而脫落,我們可估算為脫落的離心力即為冰的黏附力。如大連義邦ARF降低冰附著強度防覆冰涂料,防結冰涂層ARF值可達31, 冰粘附力降低90%以上,約93%~94%,(當ARF值為100,此時冰的粘附力降低99%,冰的厚度超過83mm厚度后,冰會自行脫落)。同時涂層光滑、減少粘附力,涂層附著力高,對抗覆冰基材粘附性能好,冰可在重力及光的作用下加速冰層的脫落,其目的是減少或減輕冰雪災害的一種便于后于維護改造的方法。
本文并不討論飛機使用哪一種防冰措施好,相對的無論是防覆冰涂料還是電加熱系統都有著自身的優勢,未來如果將兩種除冰方式相結合,如機翼等部位輔以電加熱技術會提高涂層的抗結冰能力,未來抗結冰涂層的方向可以朝著主動與被動相融合的方向開發會也許是一種發展趨勢。
本文意在傳播新材料資訊,部分圖片來自網絡,轉載請注明出處。