天气与飞行

螺旋桨与无人机结冰计算器

评估空中结冰危害、露点差及螺旋桨推力损失比例。

仅作规划辅助 — 并非经认证的飞行规划软件或空域许可。飞行前请务必根据您飞行器的说明书核实结果,并查阅现行法规。 完整免责声明.

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位置
快速场景:

结冰评估

高风险
明冰(雨凇)

结冰风险高。空气接近 0°C 且接近饱和,这是螺旋桨结冰最快的条件。雾、轻雾、毛毛雨或云可在几分钟内覆盖螺旋桨。

离地 100 米处温度-0.6°C
温度露点差1.6°C
0°C 层高度离地 0 米

结冰会损失多少推力,取决于水滴大小和空气中的含水量,本计算器无法得知。在风洞试验中,无人机螺旋桨在小水滴条件下一分钟内推力下降约 25%,大水滴条件下几乎完全丧失推力。 了解更多螺旋桨结冰知识.

应对建议

  • 不要在雾、轻雾、毛毛雨或云中飞行。风洞试验显示,结冰一分钟内推力就会大幅下降。
  • 开机前检查螺旋桨、机臂和相机是否有霜或冰。
  • 如已在空中,请下降到较暖的空气层,并在安全时尽快降落。

计算器需要什么

  • 地面温度和相对湿度:手动输入,或从某地的当前预报中载入。
  • 离地飞行高度:你计划飞行的最高点。

据此它会估算你飞行高度上的温度、露点及二者之差,以及空气温度达到 0°C 的高度,然后评定结冰风险。

风险是如何评定的

当螺旋桨遇到温度低于 0°C 的液态水时,桨叶上就会结冰。计算器寻找的正是这种组合:接近或处于冰点的空气,并且空气接近饱和。它使用的是你飞行高度上的温度,而不是地面温度。

风险 何时显示
无风险 你所在高度的温度高于 +4°C,或空气干燥(湿度低于 55% 且温度露点差大于 5°C)
高风险 温度在 −4°C 到 +2°C 之间,且湿度为 85% 或更高,或温度露点差为 2°C 或更小
中等风险 温度在 −12°C 到 −4°C 之间,且湿度为 75% 或更高,或温度露点差为 3°C 或更小
低风险 温度在 0°C 或以下,且湿度为 60% 或更高,或温度露点差为 4°C 或更小。刚高于冰点时,以及在极冷的空气中(那里很少含有大量水分,但对电池很不利)也会显示

最严重的区间被刻意设在略低于冰点之处。在 0°C 附近,过冷水滴撞击时不会立刻冻结,而是在桨叶上铺开,形成致密、光滑的冰,改变桨叶的形状。对无人机螺旋桨的风洞研究发现,性能损失最严重的温度是 −5°C,空气更冷时损失反而减轻。我们关于螺旋桨结冰的指南介绍了这些研究以及它们在实践中的意义。

如何解读输出结果

你所在高度的温度。 计算器按每 1000 m 降低 6.5°C 来修正地面温度,这是空气随高度降温的平均速率。在无人机的飞行高度上,这只是很小的修正,120 m 处约为 0.8°C。在平静晴朗的早晨,你头顶的实际空气可能比地面更暖(逆温);在阵雨天气里,它的降温可能更快。请把这个数字当作估算值。

温度露点差。 温度与露点之差。差值越小,空气越接近形成雾、薄雾或云。接近冰点时,2°C 或更小的差值是本页最强的警告信号。

0°C 层高度。 用同样的平均降温速率估算出的温度达到 0°C 的高度。如果它只比你高几百米,同时还有低云,那么爬升时风险就开始了。

计算器看不到什么

  • 可见的水汽。 靠近地面测得的相对湿度并不能告诉你,是否会飞进雾或云中。如果你在飞行高度上看到薄雾、大雾或低云,那么只要该处温度处于或低于冰点,无论数字怎么说,都应假定可能结冰。
  • 水滴大小和含水量。 它们决定了结冰的速度,而且无法从温度和湿度推算出来。这就是为什么计算器给出的是风险等级,而不是预测的推力损失。
  • 地面上的霜。 一夜放在冰冷的车里或室外的无人机,起飞前螺旋桨上就可能已经有霜。每次冬季飞行前都要检查。

如何使用结果

  • 高风险: 不要在任何可见水汽中或附近飞行。如果你已在空中,发现振动、电机噪音增大,或无人机难以保持高度,请立即降落。
  • 中等或低风险: 你通常可以在晴朗的空气中飞行,但要避开雾和云,缩短飞行时间,并在每次降落后检查螺旋桨。
  • 冬季的任何风险等级: 无论结冰风险如何,电池在低温下性能都会下降。参见低温如何影响无人机电池。

要了解当天的整体情况,包括风、降水和能见度,请使用飞行窗口。

可以,前提是空气干燥(相对湿度低于55%且露点差 > 5°C)。结冰需要同时满足低温与高湿两个条件。

桨叶积冰破坏层流、降低升力并增加阻力。电机必须以更高转速和更大电流旋转才能维持悬停,导致电池极速耗尽甚至电机过载。

露点差是空气温度与露点温度的差值。当差值 ≤ 2°C 时,空气接近100%饱和,极易在机身冷表面快速形成积冰。

温度随高度下降,所以在地面 +2°C 起飞的飞行,再高几百米就可能进入最危险的区间。

结冰需要液态水,所以晴朗、干燥的极冷空气结冰风险很小。这时的限制是无人机的最低工作温度及其电池。请在我们的无人机限制数据库中查看你的机型。

推力损失取决于水滴大小和含水量,任何计算器都无法从温度和湿度推算出来。早期版本曾显示估算的百分比;我们把它们移除了,而不是展示那些看起来精确、实际上并未针对你的条件测量过的数字。

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