结冰严重影响飞机的飞行安全,飞机最容易结冰的部位主要有机翼、水平尾翼、发动机进气道、大气数据传感器、风挡玻璃等。通常来说,飞机产生升力的主要结构是机翼,结冰之后其外形和平整度发生细微变化,机翼内部的气动结构布局也会随之改变,继而造成飞机机翼的升力系数和升阻比指标下降,飞机的起降性能下降。导致飞机表面结冰的主要原因是:在冷水滴含量较高及温度较低的气象环境条件下,大气中的冷水滴与飞机金属表面进行碰撞形成冰层,当冰层达到一定的厚度,机翼就会结冰,结冰后不仅会造成飞机重量增加,而且如果关键部件结冰,还会对飞机的飞行安全形成严重的危害。本论文就是搭建一个机翼结冰和除冰的仿真实验平台,模拟飞机实际飞行过程中出现的结冰现象,通过运用电脉冲除冰实验方法,以供研究人员得出除冰效果的影响因素。根据机翼除冰的特点,本文设计了动态多物理场测试系统进行模拟仿真。线圈固定在升降台悬臂的一端,升降台通过PLC控制伺服电机带动丝杠进行同轴转动,调节升降台的高度。脉冲信号作用于线圈,电脉冲信号由高压脉冲电源发出,可以调节电脉冲的电压和脉宽,线圈周围会产生电场,电场就会在机翼蒙皮周围感应出磁场,这样线圈和机翼蒙皮之间会产生脉冲力,该脉冲力将会导致蒙皮高加速度、小振幅的振动,冰层在很短的时间内会被迅速震碎,达到除冰的效果。通过NI 8840控制器、NI 1840机箱和采集卡采集蒙皮周围激光位移传感器、涡流传感器、磁场传感器、力传感器、扭矩传感器数据,再由Labview上位机软件对数据进行处理、分析、查询和显示,这样整个系统就可以进行对各种参数的测试。本论文主要介绍了整个仿真系统的搭建,包括电路设计、机械结构设计、硬件选型、上位机软件设计、下位机软件设计等工作,实验部分需要研究人员的进一步探索。本论文的设计对于研究机翼除冰的效果有着非常重要的作用。