解放軍最慘重空難：預警機墜毀，35名專家全數犧牲

2006年6月3日，中國一架俗稱「平衡木」的空警200預警機在試飛中因為遭遇嚴重結冰而墜毀；全機5名機組人員、35名電子專家全部遇難無一生還。這是自建軍以來，解放軍損失最為慘重的一次空難事故。

一：飛機為什麼會結冰？結冰有什麼影響？

在貼近地面的大氣對流層（低緯度地區高度可達18000米，中維度地區可達12000米），氣溫基本上按照每升高1000米6.5度的趨勢下降。因此在中高空的雲層中，也因此存在大量的溫度處於0度以下、但仍然是液態的過冷水滴。這些處於不穩定狀態的過冷水，一旦被飛機撞上，立刻就會附著在飛機的表面凝固起來，形成飛機結冰的現象。

圖：機翼產生升力的原理

而飛機之所以能飛起來，並且維持平衡、完成各種動作（比如爬升、俯衝、轉彎）；都是依靠氣流高速流過各種氣動面（比如機翼、尾翼），產生足夠的升力、並且根據需要調整它們的大小，協調配合才能完成。

圖：機翼結冰

而在結冰以後，機翼、平尾、垂尾這些關鍵部位的形狀全都變了，原有的氣動外形設計被大幅度破壞。造成的結果就是它的阻力遠比原來要高，產生的升力遠比原來要低，機翼失速遠比原來要早；而一些控制功能，比如方向舵的偏轉等等，甚至會完全失效。

圖：薩博340雙發螺旋槳飛機

特別是對於運八來說，螺旋槳本身同樣存在結冰的問題；結冰帶來的增重、破壞外形，會極大的損失飛機的動力。比如歐美在saab 340飛機的試飛測試中證明，僅僅是輕度和中度結冰，發動機效率就損失了20%。

而遭遇重度結冰以後，飛機就會遭遇這樣極為不利的局面：阻力急劇上增，升力急劇下降，動力急劇下降；而飛行員試圖拉大迎角獲得更高升力的時候，飛機就極易陷入毀滅性的、無法改出的失控，並以螺旋形的軌跡下墜。

二：飛機怎麼防止結冰帶來的墜毀？

要阻止飛機陷入這種滅頂之災，需要三個方面的設計製造保障。首先是飛機在設計過程中，一定要有非常精確的針對性設計，知道這架飛機結冰起來是什麼樣子，哪裡結冰最快、最嚴重，在結冰以後會對飛機產生具體什麼樣的影響。這樣才能設計出最合理的防結冰、除冰方案。

圖：風洞測試中的測試結果

其次是飛機本身要有能夠精確偵測飛機結冰情況的技術手段。比如早年的波音747結冰感測器，就是採用磁致伸縮探測原理，在感測器的振管表面結冰以後，電路的諧振頻率會產生偏移，通過這個偏移量就能計算出結冰狀態。而在現在，微波感測器等更先進精確的探測技術已經大量驗證成功、乃至於投入使用。

圖：熱氣流加溫防、除冰

而在最後，飛機本身的防結冰、除冰能力必須足夠強；目前在中大型飛機上最成熟的依舊是從發動機中引出熱空氣加熱、採用電發熱來進行防冰和除冰。這些方法的實際水平好壞，取決于飛機的發動機功率、管路設計製造能力、發配電系統製造水平等等。

三：運八抗結冰能力為什麼差？

對於飛機結冰的研究，興起於上世紀20年代的歐美，特別是美國。比如硬體設施上，美國從1942年開始興建IRT結冰風洞；基礎理論上，40年代美國開始建立起針對結冰的數值計算理論，開始定量的分析過冷水滴在飛機上的運動軌跡、飛機積冰的熱力學模型；在實驗手段上，美國50年代率先發明了染色劑示蹤技術詳細分析結冰過程，80年代率先採用激光反射光譜方法。

圖：安-10客機，安-12運輸機就是用它拆除座椅、加裝尾艙門改出來的

而在飛機結冰領域，蘇聯飛機一直就做的非常差。特別是作為運八原型機的安-12，設計於上世紀50年代。當時蘇聯連冰風洞都沒有一座，不僅沒有詳細深入的試驗數據，也沒有高水平的設計分析理論；因此蘇聯雖然重視飛機的抗結冰設計，但是能力就那樣，造出來的大中型飛機——尤其是螺旋槳飛機，因為結冰而引發的空難墜毀比例遠遠高於歐美同時代水平。

圖：2013年之前中美冰風洞對比

而國內在抗結冰領域的發展起步更晚。直到殲10研製項目啟動時，國內才出於避免殲10因為空速管等關鍵感測器結冰導致墜毀的考慮；由某航空儀器製造企業，在考察俄羅斯冰風洞以後，於1999年建成了一個非常小的只能供飛機感測器使用的冰風洞；大小只有18x28厘米，最大風速僅200米/秒，最低溫度-35℃。

而在6·3空難之前，國內除了該儀器廠以外，只有中國氣動中心在2004年建成了一座30x20厘米、最大風速60米/秒，最低溫度025℃的小型冰風洞。換句話說，當時國內根本沒有能力改善運八的抗結冰設計缺陷。直到6.3空難以後，國內才真正推動了較大的結冰風洞的建設，並在2007年5月10日正式開工，於2013年成功交付使用。

四：全國產化的C919是避免6·3空難再現的最好藥方。

圖：C919是國內性能最好、設計、試驗最完善的特種飛機平台

在目前來說，國內抗結冰設計最好的機型是商飛的ARJ-21和C919，一方面是這兩種飛機採用的是西方最新設計標準，另一方面也是它們的抗結冰設計、試驗廣泛與西方合作——比如ARJ-21結冰設計歷時4年，並在加拿大（擁有世界一流水平的結冰風洞，研究積累非常深厚）完成試驗。

在C919實現全國產化、能夠不受外來限制裝備軍隊的前提下，用它改裝預警機、電子戰飛機的特種平台，是徹底避免6·3空難再現的最好辦法。

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