论文摘要：飞机防冰仿生涂层技术研究

飞机防除冰问题作为影响航空安全的六大安全因素之一，一直在困扰着航空界的发展，未来的战场是全地域、全天候战场，防除冰问题不能良好的解决，我国则无法在复杂多变情况下的战场占据决策的主导权。本文据此从实际问题需求出发，利用仿生防冰理念，以表征、分析自然界存在的疏水、抗冻现象为切入点，针对现有传统防冰技术的不足，创新研究设计具有微观微-纳米复合结构的复杂涂层技术，制备多种新型仿生防冰涂层，并完成机理初步探索、制备技术优化、防冰效果平台及风洞测试等，研究出一套较为完整的适用于工程实际应用微结构表面涂层制备技术与测试-评价系统。

首先，系统分析总结了现有传统三大防除冰技术的特点、应用场合，深入剖析了其弊端。针对能耗过高的重大缺陷，大胆的设计根据自然界疏水现象来仿生减阻防冰，并因此对生存在东北寒冷环境下采集的不同种类蝴蝶翅膀表面进行了微观表征，统计分析了其表面结构等数据特征，提炼了关键结构特点，并验证了抗冻蛋白的实际多项抗冰冻效果，为涂层的微纳结构设计提供了仿生理论依据及设计参考。

其次，创新的提出从低功耗加热情况下的角度，实现微观结构所能产生的超疏水作用来实现涂层防冰，并且同时配合不同类型的飞机表面实际情况和需求，针对大型飞机，以及无人机等小型机型分别研制了多尺度超疏水仿生防冰涂层：PTFE-SiO2耐高温仿生防冰涂层、氟碳漆-白炭黑高性能仿生防冰涂层，不断实验优化及系统分析，得到了涂层制备的各项最优参数与分析表征，形成了较为完整的制备技术路径与方法。

最后，自设计、搭建了“可控温结冰平台”、“单液滴粘附力测定平台”等多个平台，测定了涂层静态防冰情况及冰晶粘附力下降比值等。防除冰效果最终验证测试在武汉某冰风洞进行，测试结果表明所研制的涂层防冰效果优良，最佳情况下能降低现有飞机防冰能耗达80%，较好达到了预期研究目标，且这些多方面有益的工作，为以后新型的、绿色低碳防除冰技术提供了较好的研究与探索参考。

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