創新是人類發展永恒的主題，也是國家興旺發達的不竭動力。

航空工業氣動院結冰團隊始終以保障飛機結冰飛行安全為終極目標，持續發展結冰相關測試技術和新型防除冰技術。“十四五”開局以來，他們以科技創新為抓手，發展技術，服務型號，在結冰試驗技術方面不斷取得新突破。

FL-61風洞實現部分狀態點過冷大水滴結冰試驗能力

在特定的氣象條件下，云層中會含有一種水滴。這種水滴在溫度低于零攝氏度狀態下，仍能以液態水的形式存在——這就是過冷水滴。當飛機在中低空以亞聲速穿越含有過冷水滴的云層時，水滴會撞擊到飛機的表面，就會發生結冰現象。

影響飛機結冰的因素模擬圖

過冷大水滴（以下簡稱SLD）條件下的結冰與防除冰分析是評估飛機在極端天氣下安全性能的重要工作之一。隨著SLD結冰條件逐步加入適航標準中，SLD結冰試驗技術的發展迫在眉睫。根據適航標準要求，在冰風洞中模擬SLD云霧環境的關鍵難點是，不僅要制造出目標尺寸的過冷水滴粒子，并且粒子直徑的分布比例曲線還要與目標曲線重合，在此基礎上還需要滿足水含量、均勻性等多項指標。

FL-61風洞螺旋槳結冰試驗

2021年5月，航空工業氣動院結冰團隊集中力量攻關SLD云霧環境生成技術，通過在風洞中嘗試復現國外數據，結合歷史校測曲線和數值仿真分析的水滴運動沉降軌跡，調整噴嘴位置和組合參數，制定多輪校測方案并進行測量驗證，探索嘗試幾種云霧參數組合分析方法。經過前后近6個月的反復迭代測試，成功在FL-61風洞校測獲得目標SLD云霧條件，MVD超過200μm，最大粒徑達到450μm，特別是典型云霧條件粒徑分布曲線高度逼近適航規定曲線。結冰團隊利用本次構造的SLD云霧對某翼型模型進行了SLD結冰測試，冰形結果與該模型在國外冰風洞試驗結果基本一致，這標志著FL-61風洞SLD試驗能力接近國際同量級冰風洞相同水平。

航空工業氣動院FL-61風洞

冰脫落試驗技術取得突破

在飛機飛行時，發動機唇口、進氣錐等位置的結冰一旦發生脫落，脫落冰有可能會打傷發動機葉片，對發動機性能造成損傷。冰脫落問題一直是發動機較為關注的重點之一，而結冰粘附力的測量和冰脫落軌跡的捕捉又是研究冰脫落的兩個關鍵點。

飛機結冰與防除冰試驗

2021年以來，航空工業氣動院結冰團隊大力發展粘附力測量技術和冰脫落軌跡捕捉能力。他們設計了一種可在冰風洞中快速測量法向和切向粘附力的測試樣塊，樣塊在風洞中結冰后，向內部注入高壓空氣。隨著空氣壓力的逐漸增加，當超過粘附力值時，樣塊移動部分發生位移，即可通過當時的氣壓計算獲得粘附力數值。

粘附力測量樣塊進行風洞試驗測量

冰脫落軌跡捕捉通過搭建雙目視覺測量系統實現。航空工業氣動院結冰團隊曾在某飛機螺旋槳結冰與除冰試驗中研發了高分辨率相位鎖定顯示技術，將拍攝采樣頻率與旋轉部件轉動頻率調整至相同值以實現旋轉部件的靜態拍攝。項目在相位鎖定顯示技術的基礎上補充了雙目視覺測量技術，可捕捉到冰脫落位置發生點，并可持續跟蹤記錄冰脫落后的軌跡運動參數。

截至2022年初，結冰團隊已基本實現FL-61風洞的冰脫落試驗能力，成功完成了某進氣錐旋轉脫冰試驗，獲取了有效的測試數據，實現了FL-61風洞結冰試驗技術研發的重要突破。

創新決定未來。2022年是“十四五”規劃落實的重要工作年，也是航空工業“創新年”，航空工業氣動院結冰團隊將繼續以FL-61風洞為依托，以國產飛機、發動機設計研發為契機，保持積極向上的探索創新精神，深入參與新型號研發與基礎問題研究，為航空結冰安全貢獻自己的一份力量。