仿秦岭箭竹叶微纳结构疏冰蒙皮
Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（2023）
摘要
飞机结冰极大威胁飞行安全,严重时导致机毁人亡.适应恶劣寒冷环境的飞机防除冰技术是国际难题,也是中国多型飞机研制必须突破的重大技术瓶颈.本文首次提出一种仿生疏冰雪对象——秦岭箭竹,建立仿秦岭箭竹叶多层不等高微纳结构,揭示了这种独特结构对过冷微小水滴形成弹跳,滚动成冰及滑落的疏冰机制;提出一种基于分层组装的柔性大幅面微纳结构制备方法,实现仿秦岭箭竹叶疏冰结构制备;获得的仿秦岭箭竹叶疏冰表面相较于同材料光滑表面冰粘附强度降低80％,表明秦岭箭竹叶微纳结构具有优异的疏冰效果.结合实际工程应用,研制基于功率密度分区的仿生与电热相结合的疏冰复合蒙皮,据此获得的疏冰复合蒙皮成功完成中小型无人机防除冰功能飞行,并且已成功列装某型号高原型无人机,满足了高寒条件下的有效防除冰飞行要求.仿秦岭箭竹叶疏冰蒙皮也在大型运输机、直升机,以及风力发电、高速列车等领域具有广阔的应用前景.
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关键词
aircraft anti-icing,bio-mimic surface,micro-nano structure,functional aircraft skin
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