NASA Tunnel生成数十年的飞机结冰安全数据

1944 年 9 月 13 日，研究人员在美国国家航空咨询委员会 （NACA） 的新结冰研究隧道 （IRT） 中将一架贝尔 P-39L Airacobra 置于寒冷的温度和冰冻的水雾中，以研究机上结冰。自从在克利夫兰的飞机发动机研究实验室（现为 NASA 的格伦研究中心）首次运行以来，该设施已经定期运行了 80 年，至今仍是世界上历史最悠久、规模最大的结冰隧道之一。

在某些大气条件下，云中的水滴会在飞机表面结冰。机翼和尾巴前缘的冰堆积导致升力显着降低和阻力迅速增加。冰还会堵塞发动机进气口并增加重量。NASA 在努力了解导致结冰的条件并开发防止和清除结冰的系统方面有着悠久的传统。

NACA 决定在实验室的 ALTITUDE-wind-tunnel/">ALTITUDE 风洞附近建造新的结冰隧道，以利用其强大的冷却设备和前所未有的制冷系统。该系统可以将空气温度降低到 -30 华氏度左右，使用产生小而非常冷的液滴的喷嘴系统和产生高达每小时 374 英里的风速的驱动风扇来产生真实且可重复的结冰条件。

位于弗吉尼亚州汉普顿的 NACA 兰利纪念航空实验室曾短暂运行过两个简陋的结冰隧道，但结冰研究主要依赖于飞行测试。克利夫兰复杂的新隧道为研究结冰物理学、测试除冰系统和开发结冰仪器提供了一种更安全的方法。

在第二次世界大战期间，进气口结冰是导致 C-46 向中国盟军执行补给任务而遭受重大损失的关键因素。1945 年 2 月，C-46 Commando 的一个大型气勺安装在隧道中，研究人员确定了问题的原因并重新设计了勺子以防止冰冻的水滴进入。这些修改后来被纳入 C-46 和 Convair C-40 中。

尽管取得了这些早期的成功，但由于缺乏能够产生足够小液滴的小喷嘴，NACA 工程师仍在努力改进该设施的液滴喷雾系统。经过多年的顽强试验和错误，1950 年取得了突破，推出了一个 80 个喷嘴的系统，该系统产生了正确模拟天然结冰云所需的均匀微观液滴。

IRT 的使用在 1950 年代有所增加，该设施产生的受控条件帮助研究人员确定了产生结冰的特定大气条件。民航局（美国联邦航空管理局的前身）使用这些数据为全天候飞机制定法规。该设施还为天线和喷气发动机的新结冰保护以及循环加热除冰系统的开发做出了贡献。

NACA 结冰计划的成功，以及喷气发动机的使用增加——这允许在天气之上巡航——减少了对额外结冰研究的需求。1957 年初，就在 NACA 过渡到 NASA 之前，该中心的结冰计划被终止。尽管如此，IRT 在整个 1960 年代和 1970 年代仍然活跃，支持行业测试。

到 1970 年代中期，由于直升机、支线客机和通用航空飞机的使用增加，出现了新的结冰问题。该中心于 1978 年 7 月举办了一次糖霜研讨会，来自世界各地的 100 多名糖霜专家齐聚一堂，游说恢复 NASA 的糖霜研究计划。

该机构同意提供资金来支持一个小型研究团队并增加糖霜设施的运营。1982 年，一场与结冰有关的致命飞机坠机事件促使 NASA 恢复了一项全面的结冰研究计划。

隧道的几乎所有主要部件随后都进行了升级。IRT 的使用猛增，在此期间至少需要等待一年才能获得新的测试。1988 年，该设施的运营时间比 1950 年以来的任何一年都多。

该设施与 Twin Otter 飞机和计算机模拟相辅相成，以改进除冰系统、预测工具和仪器。IRT 测试还加快了 OH-60 黑鹰直升机的全天候认证。在 1990 年代，结冰计划将注意力转向对抗过冷的大液滴，这可能会导致在没有前缘除冰系统保护的区域结冰，以及尾翼结冰，这可能导致通勤飞机向前俯仰。

IRT 是 2000 年代该中心最繁忙的设施之一，今天继续保持稳定的测试计划，调查涡扇发动机和螺旋桨上的结冰，改进旋转模型的测试，验证 3D 模型等等。IRT 几乎被用于开发所有现代冰防护系统，为监管机构提供关键的结冰环境数据，并验证了领先的冰预测软件。80 年后，它仍然是保持 NASA 在糖霜领域领导地位的关键工具。