飞机飞行时迎风面为什么容易结冰？ 第1页

我们都知道海拔越高，气温也就越低。

当我们坐飞机的时候，飞行高度通常在3万英尺（9000米以上），温度也相应降到零下几十度，可能就会有人疑问，为什么没看到窗户或者机翼上结冰呢？

首先来看下结冰的条件——

1. 零度以下的温度；2. 充足的水汽。

我们可以看到除了需要足够低的温度，充足的水汽也是必要的条件。飞机巡航时一般在平流层，空气较为稀薄相应的水汽含量也变得极少，所以在大部分情况下我们是看不到飞机出现结冰的状况。

但是在整个飞行途中，飞机的部分位置（特别是迎风面）可能会出现结冰的现象，通常会发生在飞到巡航高度之前。

为什么迎风面容易结冰呢？

飞机的迎风面相比飞机舷窗结冰几率大很多，飞机的迎风面包括机翼前缘、发动机进气部件、驾驶室风挡等等，这些位置大多数是我们视线看不到的位置。

之所以这么说的原因很简单——水撞到迎风面表面的几率要高很多，无论是过冷水滴还是冰粒。

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其次，当水滴撞击迎风表面后会部分冻结，而冻结时释放的相变潜热会使冰层表面温度升高，这会进一步加快结冰的速度。

所以无论是固态的冰晶还是液态的过冷水滴，都会在飞行途中且热能条件事宜的情况下导致结冰。特别是过冷水滴，一旦飞机碰到过冷水滴时，迎风面就可能会迅速凝结出冰来。

过冷水，简单来说就是在0℃以下因为缺乏凝结核或者其他原因依然保持液态的水。我们在家可以做个小实验也可以复现飞机迎风面结冰的状况——

把一瓶纯净水静置在冷冻室大约两个半小时，当水的温度低于0℃又没有结冰时轻轻的把水从冰箱中拿出。此时，当我们剧烈晃动水瓶，我们会发现它迅速会由水转变为冰。

​出现这样的现象是因为过冷水非常的不稳定，往往震动就能使其迅速结冰。所以在飞行途中一般都会避开过冷水滴产生的区域，这也是飞机不穿越积雨云的原因之一。

结冰的危害性

如果机翼出现结冰，会影响附面层里的气流流动，而且还会改变机翼的气动外形（结冰会造成表面粗糙），相应的阻力增大，同一迎角下升阻比（飞行时升力与阻力之比）变小。

如果发动机进气部件结冰，堵塞入口从而导致进气量减小，出现发动机性能问题、温度升高、油耗增加等等。此外冰块脱落可能会进入发动机内部破坏构造。

飞机结冰后会变得不容易操控，纵向和横向的动、静稳定性都会受影响。如果飞机操纵面（升降舵、尾翼等等）的缝隙处结冰，会出现卡死的状况导致操纵失效。

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空速管（通过感受空气压力来反映飞机速度）结冰会影响飞机的数据显示。不过空速管本身具有加温功能，使其能在结冰气象条件下也能正常使用。

在航空历史上有不少因为飞机结冰而导致空难事故，其中就有当时震惊世界的「佛罗里达航空90号班机空难/波托马克河空难」——1982年1月一架波音737客机，在起飞阶段由于结冰导致发动机接收到错误的数据，结果因起飞马力不足而掉进离白宫仅两英里的波托马克河中。

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如今，大多数的飞机在起飞前都会进行除冰，特别是在冬天，同时飞机也会特意避开积雨云等容易产生结冰现象的情况。

如果结冰的话也不用慌张，大部分的飞机会配有结冰防护装置，采用加热的方式来防止结冰。但是由于对发动机的消耗过大，通常只会在一些容易结冰的位置做防护。

其中例外的是波音787，在全机翼上做了电加热防/除冰系统，在民用飞机上仅其使用。

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