本發(fā)明涉及表面防除冰，尤其涉及一種低冰粘附表面、制備方法及低冰粘附蒙皮。

背景技術(shù)：

1、在航空飛行中，飛行器會遇到多種氣象條件，其中最具挑戰(zhàn)性的問題之一是結(jié)冰。當飛行器在高空飛行時，如果遇到過冷卻的水滴（即水溫低于0℃但尚未凍結(jié)），這些水滴會迅速凍結(jié)在飛行器的表面，尤其是在機翼、螺旋槳和進氣口等關(guān)鍵部位。結(jié)冰會顯著增加飛行器的重量，改變空氣動力學特性，導致升力減小、阻力增加，甚至可能導致發(fā)動機失效或儀表讀數(shù)失準。這些因素都會嚴重影響飛行器的操控性和飛行安全，增加事故風險。

2、為應(yīng)對結(jié)冰問題，傳統(tǒng)的除冰系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、交通運輸和電力設(shè)施中，主要包括氣熱除冰、電熱除冰和機械除冰等方式。這些系統(tǒng)通過加熱、吹掃或機械振動等手段主動去除冰層。然而，這些方法存在一個顯著的劣勢，即高能耗。在長時間飛行或惡劣環(huán)境中，這將導致飛行器能效降低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N低冰粘附表面、制備方法及低冰粘附蒙皮。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N低冰粘附表面，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種低冰粘附表面，包括：

4、基材，具有涂覆面；

5、粘接層，設(shè)于所述涂覆面，以形成粘接面；

6、微顆粒層，包括微米顆粒，所述微米顆粒噴涂于所述粘接面，以形成粗糙面；以及，

7、軟彈層，覆蓋于所述粗糙面，所述軟彈層背離所述微顆粒層的表面為平整面；

8、其中，所述微顆粒層的彈性模量大于所述軟彈層的彈性模量。

9、優(yōu)選的，所述微顆粒層包括導熱固化層和顆粒排布層，所述顆粒排布層由所述微米顆粒排布于所述粘接面形成；

10、所述導熱固化層設(shè)于所述顆粒排布層背離所述基材的表面。

11、優(yōu)選的，所述導熱固化層的厚度小于所述微米顆粒的粒徑；

12、和/或，所述導熱固化層內(nèi)分布有導熱納米顆粒；

13、和/或，所述微米顆粒噴涂于所述粘接面形成所述顆粒排布層；

14、和/或，所述導熱固化層噴涂形成于所述顆粒排布層背離所述基材的表面；

15、和/或，所述軟彈層涂覆形成于所述導熱固化層背離所述微顆粒層的表面。

16、優(yōu)選的，所述微顆粒層設(shè)置有至少兩層，相鄰所述微顆粒層之間設(shè)置有所述粘接層。

17、優(yōu)選的，相鄰所述微顆粒層內(nèi)的所述微米顆粒的粒徑中，靠近所述基材的所述微顆粒層內(nèi)的所述微米顆粒的粒徑，小于遠離所述基材的所述微顆粒層內(nèi)的所述微米顆粒的粒徑。

18、優(yōu)選的，靠近所述基材的所述微顆粒層具有導熱性；

19、和/或，遠離所述基材的所述微顆粒層具有吸熱性。

20、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N低冰粘附蒙皮，采用如下的技術(shù)方案：

21、一種低冰粘附蒙皮，包括上述技術(shù)方案所述的低冰粘附力表面。

22、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N低冰粘附表面的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

23、一種低冰粘附表面的制備方法，包括以下步驟：

24、形成粘接面：在基材表面覆蓋粘接層，以形成粘接面；

25、形成粗糙面：在所述粘接層處于濕潤狀態(tài)時，在所述粘接面噴涂微米顆粒，待所述粘接層干燥后，形成粗糙面；

26、在所述粗糙面覆蓋形成軟彈層，且使所述軟彈層背離所述粗糙面的表面為平整面。

27、優(yōu)選的，所述微米顆粒采用氣體驅(qū)動的方式噴涂于所述粘接面。

28、優(yōu)選的，所述軟彈層采用刮涂的方式形成于所述粗糙面；

29、和/或，所述粘接層干燥后，采用氣體對所述粗糙面進行吹掃。

30、本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：

31、通過在基材（飛行器蒙皮表面）表面形成粗糙面，并在其上覆蓋軟彈層，并使軟彈層背離粗糙面的表面保持平整，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效降低冰層在軟彈層上的粘附力，使冰層更容易脫落。粗糙面的凹凸微結(jié)構(gòu)能夠作為裂紋引發(fā)點，促進冰層與軟彈層之間的裂紋擴展，從而降低軟彈層的粘附強度，使冰層更易脫落。

32、本發(fā)明還具有以下有益效果：微顆粒層能夠?qū)w行器除冰系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量傳遞至軟彈層，使得軟彈層與冰層界面處溫度快速升高，從而進一步促進冰層的脫離。此外，微顆粒層還具有較高的韌性，可以避免除冰中外力沖擊對低粘附表面的損傷。本方案可以在除冰過程中有效促使冰層的脫落，顯著降低飛行器的除冰能耗，有益于提高飛行器的能效。

技術(shù)特征：

1.一種低冰粘附表面，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低冰粘附表面，其特征在于，所述微顆粒層(300)包括導熱固化層(320)和顆粒排布層(330)，所述顆粒排布層(330)由所述微米顆粒排布于所述粘接面(210)形成；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低冰粘附表面，其特征在于，所述導熱固化層(320)的厚度小于所述微米顆粒的粒徑；

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低冰粘附表面，其特征在于，所述微顆粒層(300)設(shè)置有至少兩層，相鄰所述微顆粒層(300)之間設(shè)置有所述粘接層(200)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低冰粘附表面，其特征在于，相鄰所述微顆粒層(300)內(nèi)的所述微米顆粒的粒徑中，靠近所述基材(100)的所述微顆粒層(300)內(nèi)的所述微米顆粒的粒徑，小于遠離所述基材(100)的所述微顆粒層(300)內(nèi)的所述微米顆粒的粒徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低冰粘附表面，其特征在于，靠近所述基材(100)的所述微顆粒層(300)具有導熱性；

7.一種低冰粘附蒙皮，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任意一項所述的低冰粘附力表面。

8.一種低冰粘附表面的制備方法，其特征在于，用于制備權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種低冰粘附表面，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低冰粘附表面的制備方法，其特征在于，所述微米顆粒采用氣體驅(qū)動的方式噴涂于所述粘接面(210)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低冰粘附表面的制備方法，其特征在于，所述軟彈層(400)采用刮涂的方式形成于所述粗糙面(310)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種低冰粘附表面、制備方法及低冰粘附蒙皮，涉及航空防除冰領(lǐng)域，本發(fā)明包括：基材，具有涂覆面；粘接層，設(shè)于所述涂覆面，以形成粘接面；微顆粒層，包括微米顆粒，所述微米顆粒分布于所述粘接面，以形成粗糙面；以及軟彈層，覆蓋于所述粗糙面，所述軟彈層背離所述微顆粒層的表面為平整面；其中，所述微顆粒層的彈性模量大于所述軟彈層的彈性模量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有通過結(jié)合加熱與微結(jié)構(gòu)的雙重作用，使冰層更易脫離，并顯著降低飛行器在除冰過程中的能耗，有益于提高飛行器的能效的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：顧興士,李崇磊,熊浩,易賢
受保護的技術(shù)使用者：中國空氣動力研究與發(fā)展中心低速空氣動力研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2