应用领域：航空 应用背景：当气温低于8℃并伴有雨、雪、雾等气象条件时，飞机的机身、机翼等部位的表面有可能结冰。带冰飞行时气流不能顺畅地掠过机翼表面，降低了机翼产生最大升力的能力，从而也降低了飞机的安全性能，有发生飞行事故的潜在危险。因此起飞前必须对飞机表面进行检查除冰。 问题描述：通常采用的方法是在飞机表面喷洒稀释的乙二醇溶液，除去飞机表面上的霜、雪和冰，但乙二醇有毒性，会对环境造成污染，从清洗机身的废液中去除乙二醇的成本很高。而且飞机在等待起飞的过程中还有可能再次结冰，乙二醇溶液的使用量增加，会造成对环境的反复污染。 ● 如何采用更合理的方法为飞机除掉冰层？ 问题分析：在很多工程领域中都会遇到“如何去除冰层”的问题，而且都有各自的解决方案。非航空领域的方案也许会对解决这一问题有所帮助。因此首先设法了解各领域中关于此问题有哪些解决方案。 应用Pro/Innovator 的创新方案库， 输入问题“remove ice covering”，得到一系列来自不同领域的解决方案。 从备选方案中选择几个方案做进一步分析。 精确方案：“施加电荷去除表面的冰”。该方案提出：在表面涂覆电介质涂层并安置传感器和直流电源。当表面结冰时，传感器检测到冰层以及冰所带的电荷性质(正或负)后，直流电源启动，使表面电介质涂层带有与冰层相同的电荷，这时冰层与电介质涂层之间产生排斥力，冰层会松动脱落。该方案应用在本问题上，需预先在飞机的关键表面安置电荷施加系统(涂层，传感器和直流电源)，这会使整体结构复杂化。 类比方案：“激光束去除金属表面的氟碳树脂基涂层”。该方案提出金属涂层在特定波长激光束的加热作用下，会从金属表面上剥落。激光具有辐射加热功能，在其作用下，冰可被加热蒸发。为提高效率，可使用能够被冰层吸收的最佳波长的激光。另外，方案的附加信息提示我们：可以采用二氧化碳和一氧化碳激光束发生器作为激光辐射源。 最终方案：基于“激光束去除冰层”这一方案。考虑到飞机有的结冰部位比较隐蔽，激光发生器无法近距离接近表面。因此，利用镜面反射，使激光束成为能够远距离进行辐射的辐射源，得出了最终的解决方案“利用反射激光束去除飞机表面的冰”。 飞机等待起飞时，将激光发生器设置在距离飞机较远的位置，将产生的激光束对准面反射镜，反射后的激光束在飞机表面形成一个光影，通过移动反射镜使投射在飞机表面的光影也随之移动，从而去除飞机表面上所有的冰。
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