我國自主研制的新支線飛機ARJ21-700型號在進行自然結冰飛行試驗時，在國內新疆地區歷經四年艱苦的“追云”歷程，最終不得不輾轉3萬公里在加拿大五大湖地區順利尋得了這種天氣條件并完成了自然結冰飛行試驗。那么，到底需要怎樣的自然結冰天氣條件竟使得ARJ21-700試飛團隊找尋的如此艱苦？本期將和大家探討一下飛機自然結冰天氣條件。

　　結冰天氣條件主要由結冰云層范圍、液態水含量（LWC）、過冷水滴平均有效直徑（MVD）和空氣溫度（T）等參數確定。CCAR/FAR/CS-25部規章附錄C給出了飛機申請結冰天氣條件下運行時所必須能夠安全飛行的自然結冰天氣條件，包括連續最大結冰、間斷最大結冰和最大起飛結冰三種極端自然結冰天氣條件。這些飛機自然結冰天氣條件是美國FAA等機構在對北美乃至全球各地區結冰云層經過多年的潛心測量和統計分析的基礎上得出的，是開展飛機防/除冰設計和符合性驗證的重要依據。

　　1. 連續最大結冰

　　滿足連續最大強度結冰天氣條件的云層的液態水含量（LWC）、過冷水滴平均有效直徑（MVD）和空氣溫度（T）三個變量的相互關系見圖1所示。在進行連續最大結冰試飛驗證時，結冰云層必須滿足以下幾個條件：

　　（1）LWC在0~0.8g/m3范圍內；

　　（2）MVD在15~40μm范圍內；

　?。?）云層水平范圍達到17.4海里（32.3km）。

   圖2給出了連續最大結冰天氣條件的高度-溫度包線范圍，由圖可知這種結冰天氣的云層只可能在海拔高度7km以下以及飛行高度處大氣溫度-30℃~0℃范圍內出現，這對于尋找這種結冰條件有一定指導作用。

　　2. 間斷最大結冰

　　大氣結冰狀態的最大間斷強度（間斷最大結冰） 的液態水含量（LWC）、過冷水滴平均有效直徑（MVD）和空氣溫度（T）三個變量的相互關系見圖3所示。在進行間斷最大結冰試飛驗證時，結冰云層必須滿足以下幾個條件：

　?。?）LWC在0~3.0g/m3范圍內；

　?。?）MVD在15~50μm范圍內；

　　（3）云層水平范圍達到2.6海里（4.8km）。

　　由上述參數可知這是一種短時而又非常嚴重的結冰天氣條件，稍不留意就可能在飛機表面迅速形成影響致命的冰層，因此其危害性較大，需重點防范。

   圖4給出了間斷最大結冰天氣條件的高度-溫度包線范圍，由圖可知這種結冰天氣的云層可能在海拔高度9km以下以及飛行高度處大氣溫度-40℃~0℃范圍內出現，這比連續最大結冰條件可能出現的高度-溫度范圍大。

   3. 最大起飛結冰

　　起飛時最嚴重的結冰條件（最大起飛結冰）為云中水含量0.35g/m3，平均水滴直徑為20 微米，地面環境溫度為-9 ℃。最大起飛條件從地面延伸到起飛表面上457 米（1500英尺）的高度。

　　以上自然結冰氣象條件主要是根據北美、歐洲等地區結冰云層測量統計所得結果，而這些地區平均維度較中國高，年平均氣溫較中國低，且年平均大氣濕度也較中國高，因此出現極端嚴重結冰天氣條件的可能性也較中國高。這也是為什么ARJ21-700試飛團隊在國內苦尋而不得的自然結冰天氣條件一到北美地區就很快獲得的重要原因。

　　可能會有人問，既然中國的結冰天氣條件不如國外嚴酷，那為什么不采用我國適用的結冰條件進行試飛呢？這一方面是因為國內對于結冰云層的測量和研究有限，未分析形成我國特有的自然結冰天氣條件；另一方面是因為包括歐洲、俄羅斯、中國在內的很多國家和地區已經認可美國FAR-25部附錄C的結冰條件，我國研制的飛機要想出口國外，還是必須獲得國外適航當局的認可，那么就需要與國際接軌，按照國際公認的結冰氣象條件進行合格審定。

　　作者：胡濤