1樓：Garmin佳明
我們都知道海拔越高，氣溫也就越低。
當我們坐飛機的時候，飛行高度通常在3萬英呎（9000公尺以上），溫度也相應降到零下幾十度，可能就會有人疑問，為什麼沒看到窗戶或者機翼上結冰呢？
首先來看下結冰的條件——
零度以下的溫度；2. 充足的水汽。
我們可以看到除了需要足夠低的溫度，充足的水汽也是必要的條件。飛機巡航時一般在平流層，空氣較為稀薄相應的水汽含量也變得極少，所以在大部分情況下我們是看不到飛機出現結冰的狀況。
但是在整個飛行途中，飛機的部分位置（特別是迎風面）可能會出現結冰的現象，通常會發生在飛到巡航高度之前。
飛機的迎風面相比飛機舷窗結冰機率大很多，飛機的迎風面包括機翼前緣、發動機進氣部件、駕駛室風擋等等，這些位置大多數是我們視線看不到的位置。
之所以這麼說的原因很簡單——水撞到迎風面表面的機率要高很多，無論是過冷水滴還是冰粒。
發動機邊緣上有一層薄薄的冰。圖/維基
其次，當水滴撞擊迎風表面後會部分凍結，而凍結時釋放的相變潛熱會使冰層表面溫度公升高，這會進一步加快結冰的速度。
所以無論是固態的冰晶還是液態的過冷水滴，都會在飛行途中且熱能條件事宜的情況下導致結冰。特別是過冷水滴，一旦飛機碰到過冷水滴時，迎風面就可能會迅速凝結出冰來。
飛行過程中機翼結冰
過冷水，簡單來說就是在0℃以下因為缺乏凝結核或者其他原因依然保持液態的水。我們在家可以做個小實驗也可以復現飛機迎風面結冰的狀況——
把一瓶純淨水靜置在冷凍室大約兩個半小時，當水的溫度低於0℃又沒有結冰時輕輕的把水從冰箱中拿出。此時，當我們劇烈晃動水瓶，我們會發現它迅速會由水轉變為冰。
過冷水倒出後直接結冰。圖/YouTube
出現這樣的現象是因為過冷水非常的不穩定，往往震動就能使其迅速結冰。所以在飛行途中一般都會避開過冷水滴產生的區域，這也是飛機不穿越積雨雲的原因之一。
如果機翼出現結冰，會影響附麵層裡的氣流流動，而且還會改變機翼的氣動外形（結冰會造成表面粗糙），相應的阻力增大，同一迎角下公升阻比（飛行時公升力與阻力之比）變小。
如果發動機進氣部件結冰，堵塞入口從而導致進氣量減小，出現發動機效能問題、溫度公升高、油耗增加等等。此外冰塊脫落可能會進入發動機內部破壞構造。
飛機結冰後會變得不容易操控，縱向和橫向的動、靜穩定性都會受影響。如果飛機操縱面（公升降舵、尾翼等等）的縫隙處結冰，會出現卡死的狀況導致操縱失效。
飛機駕駛艙
空速管（通過感受空氣壓力來反映飛機速度）結冰會影響飛機的資料顯示。不過空速管本身具有加溫功能，使其能在結冰氣象條件下也能正常使用。
在航空歷史上有不少因為飛機結冰而導致空難事故，其中就有當時震驚世界的「佛羅里達航空90號班機空難/波托馬克河空難」——2023年1月一架波音737客機，在起飛階段由於結冰導致發動機接收到錯誤的資料，結果因起飛馬力不足而掉進離白宮僅兩英里的波托馬克河中。
圖/空中浩劫：冰雪歷劫-佛羅里達航空90號班機空難
如今，大多數的飛機在起飛前都會進行除冰，特別是在冬天，同時飛機也會特意避開積雨雲等容易產生結冰現象的情況。
飛機起飛前正在進行除冰
如果結冰的話也不用慌張，大部分的飛機會配有結冰防護裝置，採用加熱的方式來防止結冰。但是由於對發動機的消耗過大，通常只會在一些容易結冰的位置做防護。
其中例外的是波音787，在全機翼上做了電加熱防/除冰系統，在民用飛機上僅其使用。
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知乎機構號：Garmin佳明
2樓：
Mark一下，有空細答，不保證補完
如果說為什麼「迎風面」容易結冰，只有兩個因素，一是當地的collection efficiency高，二是當地的換熱係數高。前者高說明會有更多的水滴發生碰撞，後者高說明結冰的潛熱能更快地傳導出去，冰枝生長得更快。基本的理論可以自己看看80年代NASA Glenn做的實驗和數值研究，搜NASA Ice Shape和Lewice就好。
看完後你就會發現，「迎風面冰生長更快」這個結論大體上正確，因為「迎風面」是比較符合兩高的，至少收集率一般不會低，不可能說大多數的水滴都繞開前緣直接撞後緣。但進一步看細節就不一定準確，比如Horn Ice，這是隨因為結冰後，當地的換熱係數發生了變化
至於結冰條件，FAR的Icing Envelope大方向上還是可以的，可以看一下。至於水的問題，水滴未必需要過冷，表面未必需要過冷，巡航高度時冰粒亦可以導致結冰，這些偏學術就不展開了。詳情請科學上網諮詢Runback Ice和Engine Icing
3樓：Winston
積冰有三個條件
一，有低於零攝氏度的空氣
二，有低於零攝氏度的過冷水滴
三，飛機表面低於零攝氏度
首先，飛機的巡航高度在萬公尺左右，不同的高度層不同。但有一點是一樣的，就是那裡很冷很冷，一般都在零下幾十攝氏度。但是那裡同樣水汽很稀薄，所以就算再冷也不會隨便積冰的。
一般積冰都是碰到各種雲了。
二，過冷水滴是什麼鬼？在高空中，固體雜質比較少，換言之就是水汽的凝結核很少，這就導致水哪怕已經低於零攝氏度也不會凝結成冰。而過冷水滴又很不穩定，乙個震動就可以使它迅速凝結成冰。
所以飛機在高空中碰到過冷水滴時，接觸部分會迅速凝結出冰來。
三，機體低於零攝氏度。你想啊，在天上零下幾十攝氏度的地方呆這麼久呢，就算飛機再熱情也是會變冷的。當機體表面低於零攝氏度之後，進去對流層遇到濕潤的空氣的時候就會在機體表面形成一層霜。
當然，如果有防冰設施，比如加個熱啊什麼的就不會這樣了。
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