飛機(jī)部件的幾何外形是嚴(yán)格按照空氣動(dòng)力學(xué)的原理來設(shè)計(jì)的，如果表面積聚了冰層，其空氣動(dòng)力學(xué)外形就會(huì)被破壞，使正面阻力增大，升力和推力減小，從而導(dǎo)致飛機(jī)的飛行性能和氣動(dòng)性能的下降，甚至影響飛機(jī)的穩(wěn)定性，使操縱困難，造成失速的危險(xiǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成飛機(jī)失事;而且，積聚在飛機(jī)表面的冰層或冰塊由于飛機(jī)飛行時(shí)氣動(dòng)力的吹拂還有可能脫落，撞擊到機(jī)身表面或被發(fā)動(dòng)機(jī)吸入，造成機(jī)毀人亡的重大事故。

　　大量的風(fēng)洞試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)表明，機(jī)翼上表面或前緣的積冰、霜、雪，即使厚度和粗糙度不如一片薄薄的砂紙，也可產(chǎn)生大約30%的升力損失，最大導(dǎo)致40%的阻力增加。更大、更臨界的冰積聚可能產(chǎn)生80%的升力損失和阻力增加。結(jié)冰對(duì)飛行危害非常大，事實(shí)證明，結(jié)冰不但使失速提前而且更加劇烈。當(dāng)機(jī)翼和尾翼的臨界迎角由于結(jié)冰而減小時(shí)，低速飛行，特別是著陸，非常危險(xiǎn)，極易出現(xiàn)尾翼失速使飛機(jī)失控，同時(shí)結(jié)冰還易造成操縱面操縱性降低或卡死，造成事故。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道及動(dòng)力裝置結(jié)冰進(jìn)氣道結(jié)冰可以導(dǎo)致內(nèi)表面氣動(dòng)特性惡化，如果有冰塊脫落進(jìn)入壓氣機(jī)，還會(huì)造成壓氣機(jī)機(jī)械損傷。葉片上的結(jié)冰會(huì)因離心力作用而脫落，嚴(yán)重會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞或熄火。總之，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道及動(dòng)力裝置結(jié)冰，輕則會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，重則能造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。

　　飛機(jī)風(fēng)擋上一旦結(jié)冰，會(huì)影響到飛行員的視野，干擾飛行員的正常飛行，乃至飛機(jī)的正常起降。飛機(jī)的空速管、天線等儀表、設(shè)備部件通常裸露在飛機(jī)的外表面，較容易結(jié)冰�？账俟芙Y(jié)冰后，會(huì)導(dǎo)致速度表顯示錯(cuò)誤，影響飛行員對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的判斷;天線結(jié)冰可能會(huì)使無線電通信失效，中斷聯(lián)絡(luò)。強(qiáng)烈結(jié)冰能使天線同機(jī)體相接，發(fā)生短路，會(huì)造成無線電導(dǎo)航設(shè)備失靈。

　　地面結(jié)冰飛機(jī)在地面停放和滑行時(shí)，也會(huì)結(jié)冰。當(dāng)結(jié)冰飛機(jī)起飛時(shí)，氣流會(huì)從機(jī)翼上表面過早明顯地分離，飛機(jī)在爬升開始時(shí)，都用較大的迎角飛行，而結(jié)冰飛機(jī)以較大迎角飛行是相當(dāng)危險(xiǎn)的，極易造成失事，結(jié)冰飛機(jī)的升力系數(shù)比正常飛機(jī)小15%-20%，而增大迎角會(huì)造成提前到達(dá)臨界迎角，造成氣流分離，使升力下降。

　　飛機(jī)結(jié)冰的嚴(yán)重后果還可以從以下案例中得以體現(xiàn)。1991年12月27日，斯德哥爾摩一架麥道飛機(jī)在剛起飛后不久，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)因吸入了從機(jī)翼上脫落的冰塊而停車，飛機(jī)緊急迫降，在機(jī)場外著陸，機(jī)體斷為三截，所幸沒有人員死亡。1994年10月31日，西蒙斯航空公司一架從印第安納波里斯飛往芝加哥的航班，由于在利于積冰的氣象條件下飛行了30分鐘，突然失速并從大約10000英尺的高度墜落，機(jī)上68人全部罹難。2002年12月21日，臺(tái)灣復(fù)興航空編號(hào)為GE791的ATR72-200飛機(jī)由于機(jī)翼嚴(yán)重結(jié)冰而失速墜海。

　　自然結(jié)冰試飛是什么

　　自然結(jié)冰試飛，是民用飛機(jī)型號(hào)合格審定試飛中十分重要也是試飛風(fēng)險(xiǎn)大的驗(yàn)證科目。飛機(jī)在飛行中，如果機(jī)體表面積聚冰層，氣動(dòng)外形就會(huì)被破壞，從而導(dǎo)致飛機(jī)飛行性能和氣動(dòng)性能下降，阻力增大，飛行員操作困難。冰層或冰塊從飛機(jī)上脫落，撞擊到機(jī)身表面或被發(fā)動(dòng)機(jī)吸入，就有可能造成機(jī)械損傷。上述兩種情況嚴(yán)重時(shí)，還有可能造成飛機(jī)失速或飛行事故。

　　自然結(jié)冰試飛，就是要檢測飛機(jī)的機(jī)翼、風(fēng)擋、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙等部位的防、除冰功能。一般采用的防、除冰辦法是：機(jī)翼前緣、駕駛艙風(fēng)擋玻璃采用電加溫方式防、除冰;發(fā)動(dòng)機(jī)短艙采用唇口熱氣防、除冰;飛機(jī)有些部位采用橡膠氣囊充氣、收縮的辦法防、除冰。

　　難在哪兒

　　CCAR-25部(《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》)有關(guān)條款明確規(guī)定，民用運(yùn)輸機(jī)必須在極其苛刻的特殊氣象條件下進(jìn)行自然結(jié)冰的試驗(yàn)試飛。

　　自然結(jié)冰試飛同失速試飛等同屬一類，也是最高的風(fēng)險(xiǎn)試飛科目，是民機(jī)型號(hào)合格審定試飛中非常重要且需要滿足特殊氣象條件、試驗(yàn)要求的試飛科目。根據(jù)CCAR-25部的條款要求，ARJ21飛機(jī)必須而且能夠在規(guī)定的(大氣結(jié)冰狀態(tài)的最大連續(xù)強(qiáng)度由云層液態(tài)水含量、云層水滴平均有效直徑和周圍空氣溫度三個(gè)變量決定)連續(xù)和間斷的最大結(jié)冰狀態(tài)下安全運(yùn)行。能滿足這個(gè)規(guī)定的氣象系統(tǒng)對(duì)云層的液態(tài)水含量、云層水滴直徑和周圍空氣的溫度都有很高的要求。試驗(yàn)的云層溫度最好是零度左右，因?yàn)橛欣淇諝�，且在零度左右，水滴突遇金屬物體穿越時(shí)才能結(jié)冰。

　　自然結(jié)冰試飛為什么這么難?

　　第一，自然結(jié)冰的氣象條件要滿足圖表和航線的要求。這樣的試驗(yàn)條件、氣象要求很難碰到。

　　第二，國內(nèi)可飛的地方屈指可數(shù)：有“雨城”之稱的四川宜賓和江城重慶，及新疆的烏魯木齊等。但宜賓、重慶大多為雷雨天氣，且伴有電閃雷鳴，不適合做自然結(jié)冰試飛;烏魯木齊氣候干燥，有可能出現(xiàn)自然結(jié)冰氣象的時(shí)間段非常短，僅為每年的11月和來年冬、春交接的2月底3月初。

　　第三，基于條件限制，國內(nèi)的自然結(jié)冰試飛，采取的是地面監(jiān)控，等待合適氣象出現(xiàn)后，飛機(jī)再飛上去做試驗(yàn)。這種“守株待兔”的方式，遇到能滿足自然結(jié)冰試飛特殊氣象的概率太低，試驗(yàn)的難度自然就大。美國、加拿大、英國、法國等做自然結(jié)冰試驗(yàn)，是試飛工程師、數(shù)據(jù)分析人員坐在飛機(jī)上與飛機(jī)同行，在廣闊的可試范圍內(nèi)以“追云”而不是“待云”的方式進(jìn)行，所以比國內(nèi)容易得多。

　　第四，支線機(jī)試飛，留空時(shí)間不到4個(gè)小時(shí)，而波音777、787是干線機(jī)試飛，留空時(shí)間是8-9個(gè)小時(shí)，因此自然結(jié)冰試驗(yàn)成功的機(jī)會(huì)高得多。

　　第五，美國、英國、法國研制民機(jī)的歷史比中國長，做自然結(jié)冰試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)比中國豐富。