飞机结冰直接影响飞行安全，是航空领域重点关心的问题。飞机结冰及其防护技术涉及空气动力学、热力学、多相流、机械设计等多个学科，也是关系到飞行安全和适航认证等方面的关键技术。它主要研究飞机结冰气象条件、成冰机理、冰形预测等方面的基本原理和方法，同时还要研究基于热力学、动力学等原理的飞机结冰防护方法和装置。《飞机结冰及其防护》以固定翼飞机的结冰预测与防护技术为主要内容，系统地介绍了飞机结冰相关的内容，同时针对旋翼飞行器防除冰问题的相关内容给出了简略的介绍。《飞机结冰及其防护》内容紧密结合外技术发展的现状，同时也融入了作者近期的研究成果。
《飞机结冰及其防护》对流体力学、飞行器设计、飞行器环境工程等专业的大学高年级学生、研究生、教师和科研人员具有参考价值。
第1章飞机结冰概述
1.1大气中云层的类型
1.1.1层云
1.1.2积云
1.2云形成的要素
1.2.1大气中的水蒸气
1.2.2大气中水蒸气的分布
1.2.3大气中水蒸气的相态变化
1.2.4大气冷却
1.2.5凝结核
1.3云的物理性质及其表述方法
1.3.1云高和云厚
1.3.2水滴的物态
1.3.3云层温度
1.3.4云的含水量和水滴浓度
1.3.5水滴尺寸
1.4云的特性变化规律
1.4.1过冷云特性随高度变化
1.4.2过冷云特性随季节变化
1.4.3过冷云特性随地理位置变化
1.4.4云中液态水含量LWC
1.4.5云中液滴尺寸分布MVD
1_4.6云层中的其他水滴形态
1.5过冷水滴和飞机结冰
1.5.1过冷水滴
1.5.2飞机结冰的原因
1.5.3飞机结冰的主要形式
参考文献
第2章飞机表面水滴撞击特性预测方法
2.1部件表面的结冰区及结冰量
2.1.1部件表面的水滴撞击特性
2.1.2水滴溢流区及冰冻结系数
2.2气流中水滴运动的微分方程
2.3绕简单几何体流动时的水滴轨迹
2.3.1绕正圆柱体流动的水滴运动轨迹
2.3.2绕旋转椭球体运动的水滴轨迹计算
2.4机翼翼型的水滴撞击特性计算
2.4.1水滴轨迹计算
2.4.2图解法求水滴撞击特性
参考文献
第3章飞机结冰防护表面的热流分析计算
3.1结冰表面传热
3.2对流换热比热流及对流换热系数
3.2.1圆柱-平板法求解表面对流换热系数
3.2.2边界层积分法求解表面对流换热系数
3.3表面水蒸发/冰升华散热热流
3.3.1求解传质系数
3.3.2求解绝对湿度
3.4其他热流
3.4.1边界层摩擦加热比热流
3.4.2加热收集到的水所需比热流
3.4.3表面上水冻结时的放热比热流
3.5结冰表面温度
3.5.1防冰所需比热流
3.5.2结冰表面温度
3.6经典的机翼表面结冰二维数学模型
3.6.1各项热流的计算
3.6.2Messinger模型的求解
3.7机翼表面结冰冰形模拟
3.7.1机翼表面结冰增长模拟
3.7.2计算结果验证
参考文献
第4章飞机结冰防护方法
4.1液体结冰防护系统
4.1.1防冰液需用量
4.1.2防冰液的分配方法
4.2机械结冰防护系统
4.2.1膨胀管除冰系统
4.2.2电脉冲除冰系统
4.3热结冰防护系统
4.3.1热气防冰系统
4.3.2电热结冰防护系统
4.4其他结冰防护技术
4.4.1超疏水表面涂层结冰防护技术
4.4.2微波结冰防护技术
4.4.3超声波结冰防护技术
4.5典型飞机结冰防护系统实例
4.5.1美国波音737飞机的防冰系统
4矗2美国波音707飞机的防冰系统
4.5.3空客A330飞机的防冰系统
参考文献
第5章热气防冰系统设计与性能分析
5.1热气防冰系统结构参数
5.1.1笛形管结构参数
5.1.2防冰腔结构参数
5.2笛形管设计方法
5.2.1笛形管设计流程
5.2.2笛形管内空气流动参数计算
5.3防冰腔的结构参数研究
5.3.1几何模型
5.3.2笛形管中心坐标(x,y)对表面温度分布的影响
5.3.3射流孔角度θ对表面温度分布的影响
5.4热气防冰系统性能分析
5.4.1外部热问题计算
5.4.2内部热问题计算
5.4.3耦合计算表面温度
5.4.4蒙皮表面温度计算举例
参考文献
第6章结冰防护系统试验
6.1试验目的及内容
6.2试验方法
6.2.1地面试验
6.2.2高空飞行试验
6.3主要参数测量方法
6.3.1表面温度测量
6.3.2液态水含量(LWC)测量
6.3.3水滴直径(MVD)测量
6.4结冰探测器
参考文献
第7章飞机结冰适航验证方法
7.1概述
7.2世界各国的适航条例
7.3飞机防/除冰适航性技术要求
7.4飞机结冰适航审定程序
7.5典型需防冰部件的结冰合格审定过程
7.5.1机翼、垂直水平安定面的典型飞行中结冰审定过程
7.5.2发动机进气系统的典型飞行中结冰审定过程
7.5.3风挡的典型飞行中结冰审定过程
7.5.4大气数据系统探头和传感器的典型飞行中结冰审定过程
7.5.5天线、油箱、整流罩、立管、撑架和其他突出物典型飞行中结冰审定过程
7.6典型需结冰防护部件的结冰合格审定的符合性方法
参考文献
附录
朱春玲，南京航空航天大学航空宇航学院，教授，博导，973计划项目“飞机结冰致灾与防护关键基础问题研究”课题四负责人。长期致力于飞机结冰与防护、飞行器环境控制等领域的研究工作，主持973计划项目子课题、国家自然科学基金面上项目、总装预研、民机预研等研究课题，内容涉及传热传质学、流体力学、飞机结冰及其防护方法的数值模拟及结冰风洞试验验证等方面。近年来以靠前完成人获省部级三等奖3项，发表学术论文70余篇。
