在日常生活中，人们往往认为水一旦降至0℃以下便会自然而然地凝结成冰。然而，还有一种奇妙的现象：即使冷冻到0℃以下，水仍可能保持液态。这种现象被称为“过冷水”现象。此时，若将这份水取出并轻轻摇晃，或让其接触某种粗糙表面，水分子会迅速排列成固态结构，瞬间转变为冰，这便是“过冷水结冰”现象。

过冷水的形成是因为在极为纯净的环境中，水中缺乏促使水分子凝固的凝结核。凝结核通常是一些微小的颗粒或杂质，它们为水分子提供附着点，帮助其形成冰晶。在没有凝结核的情况下，即使温度降至冰点以下，水分子也难以完成从液态到固态的转变。

在云层中，广泛存在过冷水滴。当飞机穿越云层时，云中的过冷水滴一旦接触到飞机表面这个现成的凝结核，便会迅速凝结成冰，导致飞机结冰的现象。

这种现象看似有趣，却可能会给飞机带来大麻烦。

飞机为什么需要防除冰？

飞机结冰可不是闹着玩儿，会对飞行安全有着非常严重的影响。

一是对飞机风挡的影响。风挡结冰会阻挡飞行员视野，增加飞行员的操作难度，在起飞、着陆阶段，容易引起飞行事故。

二是对机翼的影响。机翼结冰会改变机翼表面的光滑性，破坏气流的平滑流动，造成飞行阻力上升、升力下降，在极端情况下可能导致飞机失去控制。

三是对发动机的影响。飞机发动机结冰会导致进气道气动特性恶化、冰块损伤叶片等后果，致使发动机性能下降，造成机械损伤，严重情况下甚至可能引发发动机失效，直接威胁飞行安全。

飞机如何防除冰？

那么，飞机如何防除冰？

飞机防除冰主要分为机械防除冰方法、液体防除冰方法以及热防除冰方法。

机械防除冰方法是在机翼下布置胶管系统，当机翼结冰时，其表面下的胶管会充气膨胀，使冰破碎，再利用气流吹除残冰，可达到除冰效果。膨胀管除冰系统具有结构简单，消耗能源少的优点。

液体除冰方法是在进行地面除冰工作时，通过喷洒加热后的化学溶液来融冰，既可以融化冰层，防冰液也可以与水混合后降低水的凝固点。喷洒防冰液方法在地面除冰工作中快速有效，且适用范围广。

热防除冰方法包括热气防冰和电加热防除冰。热气防冰是通过发动机引气来加热机翼前缘和发动机进气道，将表面温度保持在冰点以上。热气防冰工作可靠，防冰面积大，是目前应用最为广泛的一种防冰方式。电加热防除冰是在表面下铺设加热元件或喷涂金属加热膜，将电能转化为热能，来实现表面升温。电加热防除冰具有加热均匀性好、能耗低、易于控制等优点，是防除冰技术发展的重要路径。

未来“黑科技”

随着科技的进步，飞机防除冰技术也在不断创新与发展。飞机结冰的根本原因是过冷水滴撞击飞机低温表面，如果水滴不能在飞机表面上黏附，也就无法形成冰层。基于这种想法，研究人员致力于探索如何将疏水材料应用在飞机表面，从根本上避免结冰的产生。然而，疏水材料的应用也面临诸多挑战，如何长久保持材料的疏水性仍需要大量研究。

飞机的防除冰技术，就像一层温暖的防护罩，守护着每一架飞机在寒冷环境下的安全飞行。随着科技的不断发展，未来的飞行将更加安全、环保、舒适。我们有理由相信，随着新材料、新技术的不断涌现，飞机结冰这一难题终将被彻底攻克，为人类的航空事业开辟更加广阔的天空。