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摘要
无人机结冰将严重影响其安全性，机翼前缘更容易结冰及积冰，对无人机气动性能影响更为严重，而机翼前缘结冰形状具有三维特性，亟需发展有效破除机翼前缘三维冰的低能耗、快响应除冰技术。分别根据NACA0012、NACA0018以及NACA0024三种翼型前缘曲率制作了三种不同弧度的冰型，基于等离子体合成射流激励器响应快，能耗低，射流强度高等优点，开展了单个及阵列布置激励器破除三维形态冰特性研究，分析了45°和90°两种不同方向出口对破冰特性的影响，阐明了等离子体合成射流激励器的破除冰机理及规律。结果表明：放电总能量为16.66J时，在单个激励器作用下，对于翼前缘类似NACA0012曲率半径较小的冰，射流冲击应力易在前缘驻点处集中，在翼前缘驻点线处能产生长达20cm的贯穿裂纹，从而实现有效破除冰，对于曲率半径较大的冰，破冰半径约5cm左右；保持放电总能量16.66J不变时，激励器采用沿驻点线的“一字型”阵列布置对于三种弧度的冰都能产生贯穿裂纹实现破除冰，表明激励器阵列能有效拓展破除冰面积，具备低能耗大面积破除冰能力。研究成果可为无人机低能耗、大面积破除冰提供理论及实践参考。
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