飛機部件的幾何外形是嚴格按照空氣動力學的原理來設計的，如果表面積聚了冰層，其空氣動力學外形就會被破壞，使正面阻力增大，升力和推力減小，從而導致飛機的飛行性能和氣動性能的下降，甚至影響飛機的穩定性，使操縱困難，造成失速的危險，嚴重時會造成飛機失事;而且，積聚在飛機表面的冰層或冰塊由于飛機飛行時氣動力的吹拂還有可能脫落，撞擊到機身表面或被發動機吸入，造成機毀人亡的重大事故。

　　大量的風洞試驗和飛行試驗表明，機翼上表面或前緣的積冰、霜、雪，即使厚度和粗糙度不如一片薄薄的砂紙，也可產生大約30%的升力損失，最大導致40%的阻力增加。更大、更臨界的冰積聚可能產生80%的升力損失和阻力增加。結冰對飛行危害非常大，事實證明，結冰不但使失速提前而且更加劇烈。當機翼和尾翼的臨界迎角由于結冰而減小時，低速飛行，特別是著陸，非常危險，極易出現尾翼失速使飛機失控，同時結冰還易造成操縱面操縱性降低或卡死，造成事故。

　　發動機進氣道及動力裝置結冰進氣道結冰可以導致內表面氣動特性惡化，如果有冰塊脫落進入壓氣機，還會造成壓氣機機械損傷。葉片上的結冰會因離心力作用而脫落，嚴重會造成發動機損壞或熄火。總之，發動機進氣道及動力裝置結冰，輕則會導致發動機功率下降，重則能造成發動機損壞。

　　飛機風擋上一旦結冰，會影響到飛行員的視野，干擾飛行員的正常飛行，乃至飛機的正常起降。飛機的空速管、天線等儀表、設備部件通常裸露在飛機的外表面，較容易結冰。空速管結冰后，會導致速度表顯示錯誤，影響飛行員對飛機狀態的判斷;天線結冰可能會使無線電通信失效，中斷聯絡。強烈結冰能使天線同機體相接，發生短路，會造成無線電導航設備失靈。

　　地面結冰飛機在地面停放和滑行時，也會結冰。當結冰飛機起飛時，氣流會從機翼上表面過早明顯地分離，飛機在爬升開始時，都用較大的迎角飛行，而結冰飛機以較大迎角飛行是相當危險的，極易造成失事，結冰飛機的升力系數比正常飛機小15%-20%，而增大迎角會造成提前到達臨界迎角，造成氣流分離，使升力下降。

　　飛機結冰的嚴重后果還可以從以下案例中得以體現。1991年12月27日，斯德哥爾摩一架麥道飛機在剛起飛后不久，兩臺發動機因吸入了從機翼上脫落的冰塊而停車，飛機緊急迫降，在機場外著陸，機體斷為三截，所幸沒有人員死亡。1994年10月31日，西蒙斯航空公司一架從印第安納波里斯飛往芝加哥的航班，由于在利于積冰的氣象條件下飛行了30分鐘，突然失速并從大約10000英尺的高度墜落，機上68人全部罹難。2002年12月21日，臺灣復興航空編號為GE791的ATR72-200飛機由于機翼嚴重結冰而失速墜海。

　　自然結冰試飛是什么

　　自然結冰試飛，是民用飛機型號合格審定試飛中十分重要也是試飛風險大的驗證科目。飛機在飛行中，如果機體表面積聚冰層，氣動外形就會被破壞，從而導致飛機飛行性能和氣動性能下降，阻力增大，飛行員操作困難。冰層或冰塊從飛機上脫落，撞擊到機身表面或被發動機吸入，就有可能造成機械損傷。上述兩種情況嚴重時，還有可能造成飛機失速或飛行事故。

　　自然結冰試飛，就是要檢測飛機的機翼、風擋、發動機短艙等部位的防、除冰功能。一般采用的防、除冰辦法是：機翼前緣、駕駛艙風擋玻璃采用電加溫方式防、除冰;發動機短艙采用唇口熱氣防、除冰;飛機有些部位采用橡膠氣囊充氣、收縮的辦法防、除冰。

　　難在哪兒

　　CCAR-25部(《運輸類飛機適航標準》)有關條款明確規定，民用運輸機必須在極其苛刻的特殊氣象條件下進行自然結冰的試驗試飛。

　　自然結冰試飛同失速試飛等同屬一類，也是最高的風險試飛科目，是民機型號合格審定試飛中非常重要且需要滿足特殊氣象條件、試驗要求的試飛科目。根據CCAR-25部的條款要求，ARJ21飛機必須而且能夠在規定的(大氣結冰狀態的最大連續強度由云層液態水含量、云層水滴平均有效直徑和周圍空氣溫度三個變量決定)連續和間斷的最大結冰狀態下安全運行。能滿足這個規定的氣象系統對云層的液態水含量、云層水滴直徑和周圍空氣的溫度都有很高的要求。試驗的云層溫度最好是零度左右，因為有冷空氣，且在零度左右，水滴突遇金屬物體穿越時才能結冰。

　　自然結冰試飛為什么這么難?

　　第一，自然結冰的氣象條件要滿足圖表和航線的要求。這樣的試驗條件、氣象要求很難碰到。

　　第二，國內可飛的地方屈指可數：有“雨城”之稱的四川宜賓和江城重慶，及新疆的烏魯木齊等。但宜賓、重慶大多為雷雨天氣，且伴有電閃雷鳴，不適合做自然結冰試飛;烏魯木齊氣候干燥，有可能出現自然結冰氣象的時間段非常短，僅為每年的11月和來年冬、春交接的2月底3月初。

　　第三，基于條件限制，國內的自然結冰試飛，采取的是地面監控，等待合適氣象出現后，飛機再飛上去做試驗。這種“守株待兔”的方式，遇到能滿足自然結冰試飛特殊氣象的概率太低，試驗的難度自然就大。美國、加拿大、英國、法國等做自然結冰試驗，是試飛工程師、數據分析人員坐在飛機上與飛機同行，在廣闊的可試范圍內以“追云”而不是“待云”的方式進行，所以比國內容易得多。

　　第四，支線機試飛，留空時間不到4個小時，而波音777、787是干線機試飛，留空時間是8-9個小時，因此自然結冰試驗成功的機會高得多。

　　第五，美國、英國、法國研制民機的歷史比中國長，做自然結冰試驗的經驗比中國豐富。