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飞机防冰排雨系统的分析与研究发布时间：2022-08-21T01:25:44.912Z 来源：《科技新时代》2022年1月第1期作者：胡文祺[导读] 如今飞机已经是人们出行的重要交通工具胡文祺空军工程大学陕西省西安市摘要：如今飞机已经是人们出行的重要交通工具，飞行因为阻力小、省油等原因飞机的巡航高度在八千到一万两千米之间，而每上升一千米的高度空气温度下降6摄氏度，所以飞机航行所在高空温度极易产生结冰现象。
在没有防护措施的情况，飞行在结冰的气象条件下，飞机迎风的一面会出现一定的结冰现象。
在飞机飞行结冰的情况下这样不仅仅会破坏飞机整体的气动布局，而且还会增加飞机的整体重量和增加很多的阻力，飞机的操纵性能会降低，飞机也会因为传感器的结冰而指示失常和失真。
所以说飞机的排雨防冰系统是飞机上必不能缺少的系统。
关键词：防冰排雨系统，工作原理，组成与应用 1.飞机结冰的影响 1.1机翼结冰飞机外表面结冰，尤其是机翼的外表面结冰，严重影响了飞机飞行的安全性。
即使是来自冰、雪或霜冻的轻微污染也会损坏机翼表面，另一方面，冰的粗糙度相当于中等程度的砂纸，可以将控制质量降低到危险水平和失速范围。
机翼表面粗糙，在地面效应和自由空气两种条件下损失最大升力系数。
由此产生的升力损失很大，以至于拥有高性能超临界翼型机翼的飞机无法起飞。
实验表明，由于纸张导致机翼表面粗糙，在摇杆振动仪发出失速警报之前，平板机翼的最大升力被降低了。
飞机的大部分升力是由机翼和尾翼产生的。
机翼和尾翼结冰后，主要在机翼前缘积冰，机翼阻力升高，升力下降，恶化飞机操纵性能，降低飞机稳定性。
1.2发动机进气部件结冰飞机在结冰天气下飞行时，飞机发动机的压缩机的前缘卡环、涡轮风扇发动机的进气道的前缘、第一压缩机的前导流翼都会发生结冰现象。
飞机发动机压缩机前缘整流：气动形状破坏，吸气速度分布不均，空气局部分离，造成发动机叶片振动。
若冰层随着气流进入到了发动机压气机的内部，就会使压气机受到机械损伤。
飞机新式防除冰方法研究摘要随着时代的不断进步和更新，飞机在人们日常生活中的地位不断提高，越来越多的飞机投入使用，因此对于提高飞机安全飞行的研究有着重大的意义。
其中因为飞机结冰造成飞行事故的案例越来越多，飞机结冰对飞行安全的危害越来越严重。
飞机结冰指的是飞机表面的一些部位出现冰层的现象，出现这些冰层的主要原因是飞机在结冰环境下飞行，机体表面所接触到的过冷水滴或者雨滴通过凝固形成的，也可以直接由水汽在机体表面凝华而成。
只要外界环境适宜就会发生结冰现象，通常来说是5℃左右。
随着飞机制造业的不断发展，针对飞机防除冰问题也有几种不同的解决方案，目前主要有气动防除罩技术（利用放除罩除冰）、液体防除冰技术（利用除冰液除冰）、电热防除冰技术（利用电热除冰）、气热防除冰技术（利用气热除冰）等。
但是这几种技术都不是特别完美，都有着各自的不足之处。
因此需要构思新的飞机防除冰技术。
本论文会从飞机结冰原因讲起，对比现存的防除冰技术，引出所构思的新式防除冰技术，即拟选用一种更好的材料来作为电热防除冰技术的加热元件以达到更好的防除冰效果。
关键词：飞机结冰原因防除冰技术加热元件Research on the new anti icing technology of aircraftABSTRACTWith the continuous progress and renewal of the times, the status of aircraft in people's daily life continues to improve, and more and more aircraft are put into use. Therefore, it is of great significance for the study of improving the safe flight of aircraft.There are more and more flight accidents caused by aircraft icing, so more attention should be paid to aircraft icing.Aircraft icing refers to the phenomenon of ice layer on some parts of the aircraft surface. These ice layers are mainly formed by supercooled water drops in clouds or supercooled rain water in the process of rainfall contacting the aircraft and then solidified. They can also be directly formed by condensation of water vapor on the surface of the aircraft. Generally speaking, as long as there is an appropriate ambient temperature, usually at 5 ℃, ice will occurWith the continuous development of aircraft manufacturing industry, there are several different solutions to the problem of aircraft anti icing, including pneumatic anti icing technology, liquid anti icing technology, electric anti icing technology, air thermal anti icing technology, etc. But these kinds of technologies are not perfect and have their own shortcomings. Therefore, it is necessary to conceive a new aircraft anti icing technology. This paper will start from the cause of aircraft icing, compare with the existing anti icing technology, lead to the new anti icing technology, that is to choose a better material as the heating element of electric anti icing technology to achieve better anti icing effect.Key words: cause of aircraft icing anti icing technology heating element目录摘要 ................................................. I ABSTRACT ............................................ II 1引言 (1)1.1选题的研究背景和意义 (1)1.2研究内容............................. 错误!未定义书签。
飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估一、引言飞行安全一直是航空领域中最重要的考量之一。
恶劣天气条件下，尤其是结冰天气，极大地增加了飞行风险。
自然结冰对于飞机的性能和安全都会产生不可忽视的影响。
因此，准确预测和评估飞机试飞过程中的自然结冰潜势，对于确保飞行安全至关重要。
二、自然结冰的形成及影响自然结冰是指飞机在飞行中遭遇到的大气温度低于冰点（0℃）时，空气中的水蒸汽在飞机上冷凝成冰的现象。
这些冰的形成会导致飞机表面的增加阻力、损失升力、降低机动性能和增加飞机重量等不利影响。
因此，在飞机试飞前对自然结冰潜势进行预测和评估，是确保飞行安全和可靠性的必要步骤。
三、飞机试飞的自然结冰潜势预测方法针对飞机试飞过程中可能遭遇自然结冰的风险，科学家们提出了多种自然结冰潜势预测方法。
其中，常用的方法包括地面预测模型、卫星观测和气象雷达等。
以地面预测模型为例，它基于大气的温度、湿度和空气流动等参数，通过计算和模拟飞机表面冷却的速度和程度，来预测自然结冰的潜势。
四、自然结冰潜势的检验评估为了验证和评估自然结冰潜势预测方法的准确性和可靠性，科学家们进行了大量的实验和试验。
试验中，飞机模型和真实飞机参与到飞行试验中，通过冰晶探测器和红外测温仪等设备，对飞机表面的温度和冰晶的形成进行详细记录和分析。
与此同时，飞行员还对试飞过程中的操纵和性能进行评估，以验证预测结果的准确性和可行性。
五、自然结冰潜势预测与机载冰保护技术除了自然结冰潜势的预测和检验评估，科学家们还积极研究和发展机载冰保护技术。
机载冰保护系统能够通过加热表面、振动杆等方式，防止冰的形成或快速去除冰层。
这些技术的应用，可以大大减轻飞机的结冰负荷，提高飞行安全性能，并减少试飞过程中的风险。
六、结论飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估是一个复杂且具有挑战性的任务。
准确识别和预测自然结冰潜势，能够及时采取相应的措施，降低结冰带来的飞行风险。
毕业设计（论文）题目：飞机积冰的分析预报技术研究学生姓名蒋园指导教师熊春晖二级学院龙蟠学院专业电子信息工程班级电子一班学号 0660134967 提交日期年月日答辩日期年月日目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)1 绪论 (1)2 飞机积冰概述 (2)2.1 飞机积冰的形成 (2)2.2 飞机积冰的强度 (3)2.3 产生飞机积冰的气象条件 (5)2.4 积冰条件下的飞行 (8)3 飞机积冰的分析预报技术研究 (11)3.1 飞机积冰的类型及影响因素 (11)3.2 中尺度数值模式 (12)3.3 飞机积冰的预报算法 (13)4 积冰预报实验分析 (19)5 结论 (21)参考文献 (22)飞机积冰的分析预报技术研究摘要本文分析研究了飞机积冰的物理过程和影响因子，试验对比积冰算法。
采用MM5中尺度数值模式和预报产品，建立了飞机积冰预报模型，用历史飞机报告检验及业务运行验证，预报效果较好。
关键词：飞机积冰；中尺度；数值模式；业务预报Analysis of Aircraft icing forecast techniqueAbstractThis paper studies the physics of aircraft icing processes and influencing factors，Experimental Comparison of ice accretion algorithm。
Using MM5 mesoscale numerical model and forecast products，Established prediction model aircraft icing，Aircraft with a history report of inspection and certification business operations, forecast is better.Key words:Aircraft icing；Mesoscale；Numerical model；Business forecast1 绪论随着航空技术的发展，飞机性能得到改善，飞机速度大、升限高，且配有防冰装置，这些使飞机积冰的危害在一定程度上减小了。
关于飞行积冰的研究摘要随着时代的不断进步，许多技术难题不断被攻克，民用航空业一日千里地前进着。
但是有些气象现象仍然限制着航班运行、甚至威胁着飞行安全。
影响航空运输安全的危险天气因素很多, 例如，飞机积冰、雷暴、积雨云、雷电、风切变、湍流等。
在冬天，特别是北方，飞机积冰是比较常见的现象。
本篇论文将对这一常见气象现象进行介绍，并对积冰的各种常见原因、形成、以及造成的后果和几种常见的除冰方法进行探究。
使人们近一步对飞机积冰这一现象有比较深刻的认识，在今后的学习和工作中能够熟练的运用相关知识，提前对相关危害进行预防与处理。
关键词：飞行安全, 积冰，预防与处理The study of Airplane IcingAbstractWith the development of the society, because of lots of technical problems are resolved, civil aviation makes progress by leaps and bounds. However, some meteorological phenomenona still limit the flight safety, and even threaten the flight safety. There are lots of meteorological phenomenona that disserve the flight safety, such as icing, thunderstorm, cumulonimbus, thunder, wind shear, and turbulence. In winter, especially in the north area, airplane icing appears easily. This paper expound what icing is, how it generates, forms, and how it affects the performance of the airplane. It intends to help people realize the icing problems and know some methods about prevention and treatment in future.Key Words: Flight safety; Icing; Prevention and treatment目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章引言 (1)第二章积冰的概述 (2)2.1积冰的形成 (2)2.3积冰的危害 (3)2.3积冰的危害 (4)第三章各种天气系统与积冰 (8)3.1积冰与云 (8)3.2积冰与锋面天气 (11)第四章积冰的预防与处理 (13)4.1积冰的预防与处理措施 (13)4.2 防冰、除冰 (13)第五章总结和展望 (15)参考文献 (16)致谢 (17)第一章引言随着全球经济的快速发展,全球各个行业发展迅速，民用航空业也得到了快速的发展。
航空飞行器的结冰成因及防冰措施研究作者：张建军来源：《科技风》2019年第30期摘;要：航空飞行器结冰问题对航空飞行的安全性与高效性的不良影响较多，引发的后果较为严重，对航空飞行器结冰问题进行全面预防以及有效除冰是至关重要的，以此防止结冰问题引发事故，保障航空飞行的安全。
通过保障航空飞行器各装置优良状态、利用飞行器防冰系统、掌握航空天气变化、合理规划航空飞行线路、利用多种加热策略除冰等策略，来预防和解决结冰问题。
本文对航空飞行器的结冰与防冰进行探究。
关键词：航空飞行器;结冰;防冰航空飞行器在低温、潮湿的环境当中运行，容易出现结冰现象。
航空飞行器结冰会为航空飞行带来多样化的不良影响，导致航空飞行装置的各项功能无法正常的运行，飞行员的操作视野会被遮挡，综合作用下使航空飞行的安全度降低，极有可能引发飞行安全事故，造成的后果不堪设想。
因而，针对航空飞行器结冰问题，有必要采取有效的防冰措施进行预防和改善。
1 航空飞行器结冰的形成原理如何有效的改善与解决飞行器结冰问题，需先对航空飞行器结冰形成的原理进行掌握，以此更有针对性的对结冰问题进行预防和处理。
航空飞行器结冰的形成主要与飞行环境当中的“温度”与“湿度”两个要素有关，航空飞行器外表面与外界空气接触，当温度与湿度达到一定程度时就会产生结冰状态。
首先，航空飞行器高空飞行期间，在低温、高湿度状态下易结冰，这种状态下液态的水因低温就会凝结成固态冰，高空大气中的液态水附着于飞行器表面，遇冷结冰。
另外，在高空云层中存有大量的过冷水滴，其状态稳定性差，飞行器在云层中穿梭会产生振动，当飞行器表面的温度在零度以下，过冷水滴接触飞行器结构表面后就会凝结成冰。
总结来说，飞行器的结冰与所穿越云团的温度、湿度、云团状态、降水、时令等状况息息相关。
飞行器结冰状态根据程度可以分为弱积冰、中积冰、强积冰，强积冰通常发生于大气环境温度在-2℃--10℃范围内、飞行器穿梭过积雨云与浓积云等情况下，而当飞机穿梭于云层或层积云时，弱积冰与中积冰较为常发。
一种飞机空中积冰潜势诊断指数与检验评估周琦浩;施钰鲲;王子祎;孙俊颖;蒋瑜【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2024(52)1【摘要】飞机积冰是影响飞行安全的重要危险天气,准确的积冰诊断对民航运行与安全具有重大意义,特别是对国产大飞机适航取证具有重要作用。
本文参考改进的CIP(Current Icing Potential)指数,使用垂直速度和云中液态水含量对积冰潜势诊断指数进行优化得到SCIP(Simplified Current Icing Potential)指数,该指数直接基于大气层结资料给出较为准确地飞机积冰潜势,具有命中率高、实用性强的特点。
用2021年2月28日至12月31日民航航空器报告对原CIP指数和SCIP指数进行对比验证评估,发现相比于原CIP指数,SCIP指数具有更优异的ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)和TSS评分(True Skill Score)。
但是对于不同程度的积冰,原CIP指数和SCIP指数均表现出较一致诊断效果,表明SCIP 指数对诊断飞机积冰潜势具有重要作用,但无法判断积冰强度。
根据2020年3月16日陕西区域飞机结冰个例验证表明增加垂直速度和云中液态水含量的影响对飞机积冰的描述更加细致,对提升积冰潜势诊断效果具有重要意义。
【总页数】9页(P132-140)【作者】周琦浩;施钰鲲;王子祎;孙俊颖;蒋瑜【作者单位】中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心【正文语种】中文【中图分类】P426.3;V321.2【相关文献】1.国家级强对流潜势预报业务进展与检验评估2.一种改进的飞机自然结冰潜势算法研究3.卫星资料统计全球飞机积冰潜势分布特征4.飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估5.一种优化的基于对流可分辨模式的飞机积冰潜势概率预报方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
摘要目前，随着全球经济的发展，航空业也在迅猛的发展，随着人流量的流动，飞行器的安全问题一直是最让人们关注的问题。
B737飞机防冰系统的研究,研究了飞机积冰对飞机的影响，各飞行阶段结冰对飞行的危害以及B737飞机的防冰除冰方法。
论文首先简单阐述了飞机各部位积冰对飞机的危害。
其次详细阐述了当代飞机的防冰除冰方法，包括防冰除冰的行为描述及原理。
再对震荡式结冰探测器、压差式结冰探测器、B737窗户加热控制组件等进行分析，最后对B737驾驶舱针对防冰排雨案列进行初步分析。
关键词：飞机积冰，飞机除冰，防冰，结冰探测机，窗户加热控制组件ABSTRACTNow, with the global economy, also the rapid development of the aviation industry, along with the flow of human traffic, aircraft safety issue has been the concern of most people. B737 aircraft’s ice protection system studies the influence of ice on a plane. Firstly, this paper briefly expounds the problem of icing in aircraft’s different parts. At the same time, possible reasons and the results are provided. Then oscillatory ice detectors, respectively, pressure-ice detectors, B737 windows, heating control components were analyzed, the last ice floe on the B737 cockpit rain for the case against a preliminary analysis of the column.Key Words: Aircraft icing；Aircraft Deicing；anti-icy；ice detectors；windows, heating control components目录第1章绪论 (1)第2章飞机积冰对飞机的影响 (3)积冰对飞机安全的影响 (3)机翼结冰 (3)尾翼结冰 (3)螺旋桨结冰 (4)管道结冰 (4)第3章飞机防冰与除冰技术 (6)蒸发防冰与流湿防冰技术 (6)气热防冰技术 (7)电热防冰技术 (7)化学溶液防冰技术 (8)电液体防冰技术 (9)气动带除冰技术 (9)电脉冲除冰技术 (10)除冰时常采用的两种方案 (10)第4章 B737飞机的防冰系统 (11)窗户加热控制组件 (11)结冰信号装置 (13)第5章结论与展望 (15)参考文献 (16)致谢 (17)·第1章绪论民用航空是航空业和交通运输业中的一个独立、充满活力的部门。
积冰飞行的技巧与经验
积冰飞行是指在飞行过程中，飞机表面积聚了冰或霜而产生的飞行情况。
由于积冰会影响飞机的气动性能和控制能力，飞行员需要具备一定的技巧和经验来应对这种情况。
以下是一些积冰飞行的技巧与经验：
1. 谨慎选择飞行路线：在天气预报中，获取有关积冰的信息是关键。
避免飞行进入积冰预报较高的区域。
2. 预留余裕空间：尽量保持高度和速度的余裕，以便在遭遇积冰时有更大的机动空间。
3. 提前打开防冰设备：在预期可能遇到积冰的环境中，提前打开飞机上的防冰设备，例如领航灯，空气进气口和机翼及尾翼上的防冰喷嘴。
4. 减速和下降：在遇到积冰时，一般建议减速和下降，以减小积冰的严重程度。
减速会增加机翼的升阻比，提高积冰的速度。
5. 飞机操纵：在积冰飞行时，飞机的操纵能力会受到影响。
注意对操纵面和襟翼的输入，以及对方向舵和升降舵的正确使用。
6. 观察积冰情况：在飞行中，飞行员应经常观察飞机表面的积冰情况。
这可以通过巡航时的视觉检查或使用飞机上的积冰指示器来实现。
7. 自动驾驶系统的使用：在积冰飞行中，自动驾驶系统可以提供更稳定的飞行，减少对操纵面的输入。
但是，飞行员仍然需要保持对飞机状态的监控。
8. 准备备降：如果积冰情况变得不可控制，飞行员应考虑备降到附近的机场，以确保飞机和乘客的安全。
需要注意的是，积冰飞行是一项高风险的任务，对飞行员的技能和经验要求较高。
飞行员必须经过严格的培训和实践，才能在遇到积冰情况时做出正确的决策和应对措施。
天气雷达在飞机积冰条件探测中的应用研究刘风林1，2 王洪芳2 孙立潭1（1 解放军理工大学气象学院，南京 211101；2 空军航空气象研究所，北京 100085）摘 要飞机积冰是一种航空危险天气。
目前，国内外已经发展了多种先进的探测设备和技术手段来进行积冰条件的探测研究。
由于气象雷达在大气探测领域中占主导地位，特别是我国新一代天气雷达网的布设完成，天气雷达已经成为航空气象保障工作有力的现代化手段之一。
研究利用天气雷达探测积冰条件对于满足航空气象保障的实际业务需求具有重要的现实意义和价值。
本文首先对国内外积冰探测手段的发展现状进行了简单的概括，然后对多普勒天气雷达、双偏振天气雷达、双波长雷达、多频率雷达以及天气雷达、激光雷达、微波辐射计等主被动联合探测手段在积冰条件探测中的应用及反演方法进行了总结，最后对该领域的未来发展趋势进行了展望。
关键词：飞机积冰条件，探测技术，天气雷达。
引言飞机积冰是指飞机在由过冷水滴组成的云中飞行时，因水滴冻结、水汽凝华聚积而在飞机某些部位出现的结冰现象。
飞机积冰会使飞机的空气动力学性能恶化，极易造成飞行事故。
2005年2月，美国一架双引擎飞机在接近科罗拉多州的普韦布洛机场时坠毁，事故分析认为飞机遭遇过冷水滴是导致这次空难的最可能原因。
2009年2月，美国大陆航空的一架客机在纽约州水牛城坠毁，飞机失事前机翼与挡风玻璃曾出现持续积冰现象。
根据美国统计资料显示[1]：1982-2000年期间，由积冰引起的飞行事故共造成450多架飞机坠毁和大约700人丧生；平均每年造成约0.96亿美元的经济损失。
因此，飞机积冰问题历来受到各国航空和军事部门的高度重视。
在美国航空航天局（NASA）提出的航空安全技术发展计划中，把飞机积冰作为优先考虑的三种气象条件之一。
由于积冰发生在飞机表面，很难对其进行直接探测。
一般通过探测容易引起积冰的气象条件来间接判断潜在积冰区。
大量研究表明，飞机积冰条件主要包括环境温度、过冷水含量和云中水凝物相态等。
飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估飞机试飞的自然结冰潜势预测及检验评估随着航空行业的飞速发展，飞机的安全性一直是航空公司和制造商们关注的核心问题。
在飞行过程中，飞机遭遇自然结冰是一种常见的风险，可能对飞行安全造成严重威胁。
因此，对飞机试飞的自然结冰潜势进行预测和评估，成为保障飞机正常运行的重要任务。
自然结冰是指飞机在飞行过程中，受到大气中冷凝水滴凝结和冷冻的影响而形成的冰层。
结冰会显著增加飞机表面的粗糙度和重量，使得机翼、机身和进气道等部位流动特性发生改变，这会影响飞机的飞行性能和操控能力，并且还可能导致危险局面的发生，如飞机失速、损失升力等。
因此，及时、准确地预测自然结冰潜势，对于飞机的安全飞行至关重要。
为了预测和评估飞机试飞的自然结冰潜势，航空公司和制造商们利用了多种气象学和工程学的方法。
例如，通过监测大气中水蒸气含量、温度、湿度和颗粒物浓度等参数，结合数学模型和统计学算法，可以预测在某些特定飞行条件下，飞机受到结冰的概率有多大。
在实际试飞过程中，可以通过飞机冷凝物收集器（AWACS）等仪器来收集飞机表面的冷凝物，然后经过化学分析和实验室检测，从而确定飞机是否发生了自然结冰。
通过对实测和预测结果的比对和统计分析，可以评估飞机试飞的自然结冰潜势预测的准确性和可靠性。
然而，要准确预测飞机试飞的自然结冰潜势仍然存在一定的挑战和难题。
首先，大气中的气象条件是多变且复杂的，因此需要建立更加精确和全面的数学模型和算法来描述其变化规律。
其次，结冰形成的过程会受到飞机表面特性、飞行速度和姿态等因素的影响，这些因素的综合作用较难准确建模。
再次，自然结冰现象本身具有一定的随机性和不确定性，这也增加了预测的难度。
为了解决上述问题，科研人员在自然结冰预测领域进行了广泛的研究。
例如，他们通过使用更加复杂的数学模型和算法，不断提高预测的准确性和可靠性。
同时，结合实测数据和模拟实验，不断优化和改进预测方法。
此外，利用人工智能和机器学习等新技术手段，也为自然结冰的预测提供了新的思路和方法。
研究论文 飞机发动机积冰原因探讨金维明 王炳仁 刘健文 王洪芳 李耀东(空军航空气象研究所,北京 100085)提 要飞机发动机积冰的预报是航空气象预报业务中的难题之一。
作者根据飞机发动机的工作特性,结合实际的积冰事例作了积冰成因的初步分析。
并讨论了有关预报的问题。
关键词: 飞机发动机 进气道 飞机积冰引 言冬季,飞机在云中飞行,当遇到云中含有过冷却水滴时,在飞机的某些部分会发生水滴冻结的现象,即通常所指的飞机积冰。
对活塞式飞机,容易积冰的部位是:机翼、尾翼、螺旋桨叶、风挡玻璃以及空速管等。
喷气式飞机的积冰部位除了上述活塞式飞机的部位之外,有时还会出现发动机的积冰[1—2]。
飞机发动机的积冰与其他部位的积冰相比较,要复杂得多,并有其特殊的原因。
由于在飞行实践中出现的事例比较少,因此对其成因的研究也较少,对它的预报更是十分困难。
但是,严重的发动机积冰同样会造成飞行事故。
所以,探讨其积冰的原因,对提高航空气象的保障能力以及保障飞行安全来说,都是很有意义的。
本文对其成因作一初步的探讨。
1 发动机积冰概况及其危害1.1 积冰的一般情况喷气发动机的积冰部位主要在进气道(进气道口和整流锥扰流片上)、压气机(进气口和导向叶片处)以及发动机燃油进口过滤器的滤网上等部位。
图1为发动机主要部件的截面示意图。
由于实际的积冰情况是十分复杂的,因此每次积冰的部位也不尽相同,上面所说的是通常出现的地方。
图1 发动机主要部件的截面示意发动机积冰的出现与飞行状态有密切的关系。
对战斗机来说,往往发生在复杂气象条件下飞行时的穿云下降阶段。
发动机处于收油门降低转速的工作状态。
空速也相应减小。
有时候,在地面试车时也会发生结冰现象。
当油门推到最大转速时,冰层就融化消失。
发动机积冰与天气条件有着直接的关系。
飞机在含有过冷却水滴的云层中飞行时,除了机翼等部位会积冰之外,在发动机进气道内也容易出现结冰。
但是,也有不少事例发生在天空无云(空中水汽较大),气温在0℃以上好几度天气条件下,而且往往在机翼上没有积冰,可是在发动机进气道内却有十分严重的积冰。
飞机积冰预报方法浅析作者：王天奎关春玲来源：《中国科技博览》2016年第06期[摘要]本文对飞机积冰这一严重影响飞行安全的天气现象的形成机制、预报方法进行了总结和介绍。
[关键词]积冰指数；速度；温度中图分类号：V321.229 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0138-01一、引言在大气中，经常存在着温度低于O ℃而仍未冻结的过冷水滴，这种水滴多出现于0℃～一10 ℃的云中。
过冷水滴是很不稳定的，受到轻微震动，就会立即冻结。
当飞机在云中飞行，机体碰撞过冷水滴时，如果机体表面温度低于O ℃，过冷水滴就会在机体的某些部分冻结并聚集起来，形成飞机积冰。
飞机在晴空飞行，也会产生积冰现象。
当飞机长时间在寒冷的高层飞行后进人暖湿的低层，或从冷空气中进心爱湿的逆温时，由于暖空气中的水汽接触到冷的机体，也会发生凝华，产生积冰。
尽管现在飞机的性能不断提高，除冰的手段日益先进。
但高速飞行中的积冰对飞行安全仍然存在很大的威胁。
飞机积冰会使飞机的空气动力性能变坏，使飞机升力减小，阻力增大，影响到飞机的安定性和操纵性。
据统计，与气象原因有关的飞行事故中，同飞机积冰有关的占10.4 %。
特别是在春、秋、冬三季要特别警惕积冰的危害。
二、国内外积冰预报的方法介绍1 、积冰指数法：大多数的基础研究表明，当飞机在O℃～-4℃的区域遭遇到较大的过冷水滴时最容易积冰。
最强的积冰通常在-4℃～-9℃之间发生。
虽然所有的NWP 模式均能制作高空温度预报，但很少有模式，尤其是全球尺度的，能对云的微物理过程进行模拟，该过程在对水凝过程的类型、大小以及演变预报时至关重要。
相反，许多业务模式和积冰的诊断预报程序用相对湿度的预报场来推断云的出现。
其中，相对湿度值小于50%左右的一般被认为代表了碧空，相对湿度接近100%则被认为是阴天，可能有降水。
（这个上限值会随模式的变化而变化，取决于大尺度降水所对应的相对湿度阂值之不同）。
１４４气象科技第３１卷机积冰的诊断、预报。
以飞机报告作为判断预报结果是否正确的检验标准。
对各预报方法的效果进行了分析和比较，提出了积冰综合预报方法。
用３７例飞机积冰报告作检验，有３０次预报正确，有７次预报不正确，积冰预报准确率达８１．１％，预报效果较好。
由此可见，基于中尺度数值预报模式和产品研究开发的综合积冰预报方法对飞机积冰有较强的预报能力。
以２００１年１月４日为例。
当日，某部在开封进行飞行训练。
１３时０６分、１３时１２分先后有两架飞机在准备着陆阶段，下降高度至４００ｍ处，因机翼、尾翼积冰，突然失速坠毁。
在３日２０时５００ｈＰａ图上，从山西南部至湖北西部有一小槽，开封处于偏西气流中。
在７００ｈＰａ图上，从河南西南部至湖北西北部有小高压，切变线位于南京、汉口、重庆一带，开封受西北西气流控制。
４日０８时，开封５００ｈＰａ受西北西气流控制，中低层处于槽前，地面为冷高压控制。
１００ｋｍ以南有雨区。
１２时３０分，飞机侦察天气：４００ｍ入云，１５００ｍ云上碧空。
图３、图４分别为本系统制作的１月４日０８时９５０ｈＰａ６小时、１２小时飞机积冰综合预报图。
图５为１月４日０８时８５０ｈＰａ６小时飞机积冰综合预报图。
从图中可以看出，系统准确地预报出在近地面层较低高度上有轻一中度积冰区，位于开封、郑州、武汉一带，而８５０ｈＰａ以上飞行空域内没有积冰。
飞机较长时间在有利于积冰的云中飞行，造成了机翼、尾翼积冰。
图６、图７、图８分别为系统采用的单种方法诊断的１月４１３０８时９５０ｈＰａ６小时飞机积冰预报图，其中，ＲＡＯＢ积冰预报方案、ＮＡＷＡＵ积冰预报方案、ＲＡＰ积冰预报方案较好预报出了积冰区域和高度。
图５１月４日０８月Ｊ８５０ｈＰａ飞机积冰６小时预报图图６１月４同０８时９５｛ＩｈＰａＩ，］ｈＯｌＪ方法Ｅ机祧冰６小时预报罔第３期王洪芳等：飞机积冰业务预报技术研究１４５图８１月４日０８时９５０ｈＰａＲＡＰ＾法ｂ机积池６小叫硕拒嘲５讨论参考文献（１）本文采用ＭＭ５中尺度模式，根据云、积冰影响飞行活动的特点，提高中低层的垂直分辨率，将模式的中低层特别是８５０ｈＰａ以下的低层增加垂直分层（６层）。
提高了对小尺度现象的识别和预报能力，为积冰预报提供更细致的背景场。
这样对于飞机的起飞、着陆阶段及飞行高度低的中小飞机来说，增加了预报的依据和可靠性。
（２）对几种积冰算法进行了对比试验，结果表明，ＲＡＯＢ积冰预报方案、ＮＡＷＡＵ积冰预报方案、ＲＡＰ积冰预报方案预报效果较好；而ＳＴＯＶＥＰｌＰＥＥ机积冰算法特别侧重于强度在中度以上的积冰，依赖于地面观测网的时空密度，预报时效短（１２小时以内）；ＳＫＥＷ算法预报严重积冰效果较好。
（３）通过对比分析国内外已成熟的积冰预报方法发现，传统的统计预报方法没有生命力。
在现有的观、探测系统下，要想进一步改进提高基于模式输出基本物理量场的积冰算法的预报准确率也是十分困难的。
而研究合理的云微物理参数化方案、直接利用模式显式预报的云中液态水含量等与积冰关系密切的云参数来识别积冰潜在性的预报算法［９一，以及应用卫星遥感观测资料来判识飞机积冰区等方法【ｔ０３，具有较好的前景。
１ＧａｒｒｉｅｒｅＪＭ，ＡｌｑｕｉｅｒＳ，ｃｈｒｉｓｔｉｎｅＩ．Ｂ，ｅｔａｌＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｅｃｍｓｔｉｃｉｎｇｒｉｓｋｉｎｄｉｃｅｓＭｅｔ棚ｒｏｌＡｐｐｌ，１９９７，４：１１５１３０２ＳｃｈｗａｒｔｚＢＴｈｅＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｕｓｅｏｆＰＩＲＥＰｓｉｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｖｉａｔｉｏｎｗｅａｔｈｅｒｇｕｉｄａｎｃｅｐｒｏｄｕｃｔｓＷ衄Ｆｏｒ“ａｓｔｉｎｇ，１９９６．１１：３７２～３８４３Ｂｒｎ／ｎｔ］ｅｓＢ１１ａｎｄ＂／＇ｈｏｍｐｇｍＧＡ㈣ｓｔｕｄｙｏｆａｍｏｄｅｒａｔｅｔｏ５ｅ—ｖｅｒｅｉｃｉｎｇｅｖｅｎ（ｄｕｅｔｏｆｒｅｅｚｉｎｇｄｒｉｚｚｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｉｓｐ１９９４ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍ１４”ＣｏｎｆＯｎＷＡＦ，１９９４４ＣｏｂｃｒＳＧ，ＧｅｏｒｇｅＡ１ａｎｄＳｔｒａｐｐＪＷＡｉｒｃｒａｆｔＩｃｉｎｇＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ￥ｉｎＥａｓｔＣｏａｓｔＷｉｎｔｅｒＳｔｏｒｍｓＪＡｐｐＩｉＭｅｆ…．１９９５．３４：８８～１００５ＢｅｒｎｓｔｅｉｎＢＣＡｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｌＤｃａｔｉｏｎｓｗｈｅｒｅ￥１１一ｐｅｒｅｏｏｌｅｄｌａｒｇｅｄｒｏｐｌｅｔｓｆｌｒｅｌｉｋｅｔｙｔｏｅｘｉｓｔ：ｔｈｅｓｔｏｖｅｐｉｐｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ１５。
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ｒｏｌｏｇｙ４“Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ［ＣｘｍｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡｖｉａｔｉｏｎＷｅａｔｈｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９１２４—２７飞机积冰业务预报技术研究作者：王洪芳， 刘健文， 纪飞， 董佩明作者单位：王洪芳(北京大学物理学院,北京,100871;空军第七研究所,北京,100085)， 刘健文,纪飞,董佩明(空军第七研究所,北京,100085)刊名：气象科技英文刊名：METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2003,31(3)被引用次数：7次参考文献(11条)1.Schwartz B The Quantitative use of PIREPs in developing aviation weather guidance products 19962.Garriere J M;Alquier S;christine L B Statistical verification of forecast icing risk indices 19973.Politovich M K;Sand W R A proposed icing severity index based upon meteorology 19914.Ellrod G P Remote sensing of aircraft icing regions using goes multispectral imager data 19965.TREMBLAY A Explicit mesoscale forecasts of aircraft icing regions 1995nkford T T Aircraft Icing: 19997.SMITH T L;Ramer J E;Benjamin S G MAPS forecasts of aviation- impact variables6th Conf 19958.Thompson G;Bruinties P T;Brown B G Intercomparison of in-flight icing algorithms 19979.Bernstein B C A new technique for identifying locations where supercooled large droplets arelikely to exist: the stovepipe algorithm 199610.Cober S G;George A I;Strapp J W Aircraft Icing Measurements in East Coast Winter Storms[外文期刊] 199511.Bruintjes B T;Thompson G A case study of a moderate to severe icing event due to freezing drizzle during the wisp 1994 field program 1994引证文献(7条)1.翟菁.周后福.申红喜.梁爱民.胡雯.孔俊松.邱学兴.邓淑梅航空气象要素预报算法和个例研究[期刊论文]-气象研究与应用 2010(1)2.任建奇.严卫.叶晶.韩丁云相态的卫星遥感研究进展[期刊论文]-地球科学进展 2010(10)3.李红金.李鲲.许丽人.张文良直升机飞行危险天气区数值建模方法研究[期刊论文]-装备环境工程 2009(2)4.庞朝云.张逸轩甘肃中部地区飞机积冰的气象条件分析[期刊论文]-干旱气象 2008(3)5.迟竹萍飞机空中积冰的气象条件分析及数值预报试验[期刊论文]-气象科技 2007(5)6.程周杰.王洪芳.白洁云微物理参数的地基探测反演研究综述[期刊论文]-气象科技 2007(1)7.曹丽霞.纪飞.刘健文.白洁.王新炜云微物理参数在飞机积冰分析和预报中的应用研究[期刊论文]-气象 2004(6)本文链接：/Periodical_qxkj200303003.aspx。
