学科专业评审组:机械组
项目名称:高效智能复合等离子体防冰减阻技术及应用
提名单位: 中共陕西省委军民融合发展委员会办公室
提名等级:一等奖
提名单位意见: 该项目面向大型无人机防冰减阻的迫切需求,在“两机”重大专项、国家数值风洞工程以及基金委面上等项目的支持下,开创性地提出了“基于高效智能等离子体激励进行无人机流动/传热复合调控”的创新解决方案。项目突破了小型化、长寿命等离子体激励产生技术,提出了低功耗、体/面复合等离子体防除冰方法,建立了高效能、力热冲击等离子体湍流减阻理论,研制了自感知、快学习的智能自适应控制系统,大幅降低了无人机的防冰总功耗和飞行阻力,从根本上解决了自适应控制策略在飞行中在线学习的难题。项目发表学术论文65篇、授权发明专利41项,获中国航空学会自然科学一等奖1项、中国空气动力学会科技进步二等奖1项、空军首届航空创意挑战赛一等奖1项。成果三次入选美国航空航天学会(AIAA)所撰写的全球年度重要进展综述,在近10个大型无人机型号中推广应用,新增销售额4亿余元,经济和社会效益显著,有力推动了我国飞机防冰减阻领域的发展。项目难度大、创新性强,整体技术水平达到国际领先,符合陕西省科学技术进步奖的授奖条件。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:
主要完成人:
  1. 姓名:梁华
    排名:1
    行政职务:副主任
    技术职称:教授
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新1、2、3均有重要贡献,是主要知识产权3的第一完成人(附件3)。具体贡献:对项目总体负责,提出了体/面复合等离子体防除冰方法、力热冲击等离子体湍流减阻方法,开展了无人机等离子体防除冰与湍流减阻的试飞验证。
    曾获国家科技奖励情况:(1)面向飞行安全的无人机XXXX技术,2025年,军队科技进步奖,二等奖,排名1,证书编号2024220920420002-1;(2)XX/XXX亚声速等离子体XXXX机理与实验验证,2018年,军队科技进步奖,一等奖,排名2,证书编号2018080710010001-2;(3)小型化等离子体流动控制装置研制,2022年,中国空气动力学会科学技术奖,二等奖,排名2,证书编号:2022-KJ2-03-R02。
  2. 姓名:宗豪华
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新3、4有重要贡献,是主要知识产权1\5\7\8的第一完成人(附件1)。具体贡献:建立了等离子体湍流减阻的理论模型,开展了等离子体湍流减阻的试飞验证,提出了混合异构的高速流动控制框架,在多个流动场景中均进行了应用。
    曾获国家科技奖励情况:(1)XXX多通道与滑动弧等离子体点火助燃技术,2020年,军队科技进步奖,一等奖,排名14,证书编号2020100810010001-14。(2)面向飞行安全的无人机XXXX技术,2025年,军队科技进步奖,二等奖,排名5,证书编号2024220920420002-5。
  3. 姓名:苏志
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新1、3有重要贡献,是主要知识产权6的第一完成人。具体贡献:研制了机载小型化等离子体电源,提出了等离子体减阻快升缓降新波形,建立了等离子体湍流减阻无量纲相图,进行了等离子体流动控制无人机飞行验证(附件45)。
    曾获国家科技奖励情况:(1)XXXX/XX室级联放电激励燃烧调控技术,2024年,陕西省科技进步奖,一等奖,排名14,证书编号:2024-J-ZY-020-1-R14;(2)面向飞行安全的无人机XXXX技术,2025年,军队科技进步奖,二等奖,排名3,证书编号:2024220920420002-3;(3)小型化等离子体流动控制装置研制,2022年,中国空气动力学会科学技术奖,二等奖,排名10,证书编号:2022-KJ2-03-R10。
  4. 姓名:郑浩
    排名:4
    行政职务:书记兼副所长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国飞行试验研究院
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新2、4有重要贡献。具体贡献:论证了无人机装机使用对防冰、减阻与智能控制系统的要求,完成了表面半导体化的高效等离子体防除冰激励器研制,完成了等离子体防冰技术无人机飞行验证(附件52)。
    曾获国家科技奖励情况:高相似推力矢量缩比模型过失速机动试飞验证与控制律验证优化技术,2021年,航空工业集团科技进步奖,二等奖,排名9,证书编号:2020247J-R9。
  5. 姓名:李江海
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航(成都)无人机系统股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新1、4有重要贡献。具体贡献:论证了大型无人机设计与使用对防冰、减阻及其智能控制的需求,完成了项目整体技术的无人机应用(见附件8、53)。
    曾获国家科技奖励情况:无人机先进低能耗智能化电热防除冰系统技术,2023年,中国航空工业集团有限公司科技进步奖,三等奖,排名2,证书编号:2024220920420002-3。
  6. 姓名:陈杰
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新4有重要贡献。具体贡献:开发了混合异构的智能控制器,提出了面向实时流动控制的线性遗传编程算法,协助完成了等离子体湍流减阻的试飞验证。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:魏彪
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新2有重要贡献。具体贡献:提出了等离子体与超疏水材料复合的防除冰方法,提出了功率密度分布式调制方法。
    曾获国家科技奖励情况:面向飞行安全的无人机XXXX技术,2025年,军事科技进步奖,二等奖,排名2,证书编号:2024220920420002-2.
  8. 姓名:朱益飞
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新1、2有重要贡献。具体贡献:开发了等离子体数值模拟模拟程序,分析了不同放电波形对防冰效能的影响,揭示了等离子体实现防冰的多种物理机制。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:卞栋梁
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新1有重要贡献。具体贡献:开发了表面氟化/纳米掺杂的长寿命等离子体激励器,协助完成了等离子体湍流减阻的试飞验证。
    曾获国家科技奖励情况:无
  10. 姓名:王丽
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中航(成都)无人机系统股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新1、4有重要贡献。具体贡献:论证了大型无人机设计与使用对防冰、减阻及其智能控制的需求,协助完成了项目整体技术的无人机应用(附件8、54)。
    曾获国家科技奖励情况:无
  11. 姓名:李哲
    排名:11
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新2有重要贡献。具体贡献:开发了展向/流向热流分布式功率调制方法,协助开发了表面半导体化的高效等离子体防除冰激励器(见附件49)。
    曾获国家科技奖励情况:面向飞行安全的无人机XXXX技术,2025年,军队科技进步奖,二等奖,排名4,证书编号:2024220920420002-4。
  12. 姓名:孔亚康
    排名:12
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新4有重要贡献。具体贡献:研发了多工况智能防冰减阻自适应控制器,协助发明了等离子体结冰、流动传感器,协助完成了等离子体流动控制试飞验证。
    曾获国家科技奖励情况:无
  13. 姓名:杨鹤森
    排名:13
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新3有重要贡献。具体贡献:提出了等离子体减阻阵列微吹新构型,协助构建了等离子体激励/边界层相互作用点涡输运模型。
    曾获国家科技奖励情况:面向飞行安全的无人机XXXX技术,2025年,军队科技进步奖,二等奖,排名8,证书编号:2024220920420002-8。
  14. 姓名:熊有德
    排名:14
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新4有重要贡献。具体贡献:研发了等离子体流动传感器,协助完成了等离子体智能流动控制的无人机试飞验证。
    曾获国家科技奖励情况:无
  15. 姓名:李金平
    排名:15
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中国人民解放军空军工程大学
    对本项目技术创造性贡献:对主要科技创新2、3有重要贡献。具体贡献:研发了等离子体结冰传感器,协助提出了展向/流向热流分布式功率调制方法。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中国人民解放军空军工程大学
    单位贡献:本项目所取得的小型化等离子体激励系统、体/面复合等离子体防冰策略、力热冲击等离子体减阻理论等重要成果均主要在空军工程大学完成。10项主要知识产权的第一完成单位也为空军工程大学。在本项目的开展过程中,空军工程大学为本项目的试验和仿真开展提供了良好的软硬件资源,配备了充足的师生力量,这是本项目能取得开创性成果的重要基石。此外,空军工程大学还积极与各个科研院所对接,推动本成果在装备预研等重点项目中的应用,在成果推广方面也做出了突出贡献。

  2. 单位名称:中国飞行试验研究院
    单位贡献:中国飞行试验研究院依托自身在型号无人机试飞验证方面的深厚积累,负责了本项目中的绝大部分试飞验证工作,对本项目中的主要科技创新2和3有贡献。在人力资源方面,为本项目配备了多个专业研发人员(包括机械师、航电师、飞手等),提供了充足的试飞场地。在技术创新方面,对多型无人机进行了改装以适用等离子激励系统的功耗和空间需求,还设计了能够根据阈值进行自动开断的自适应防冰减阻系统。在应用层面,积极协助空军工程大学对接了西安君辉、成都纵横等大型无人机公司,对本项目成果的推广应用做出了重要贡献。

  3. 单位名称:中航(成都)无人机系统股份有限公司
    单位贡献:中航(成都)无人机系统有限公司依托自身在大型无人机(翼龙系列)方面的研发积累,与空军工程大学开展了长期合作,共同研发了体/面复合等离子体防冰技术,对本项目的主要科技创新2有重要贡献。在技术层面,设计了分段式的防冰装置、自适应的控制策略,根据需求对翼龙系列无人机进行了改型,优化了功率分配,验证了典型结冰气象条件下的防冰效能。成果应用层面,与空军工程大学合作将等离子体防冰减阻系统产品化,开展了电磁兼容和长寿测试,对项目技术成熟度提升和整体推广应用做出了突出贡献。

  4. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:西安交通大学对项目的主要科技创新1、4有贡献。本项目中的小型化等离子体激励系统以及异构智能流动控制方法均为空军工程大学和西安交通大学共同合作研发所取得的成果。西安交通大学利用自身在脉冲功率技术方面的优势,研发了可调谐的机载小型化等离子体激励电源,大幅降低了体积重量。此外,西安交通大学还积极保障本项目中的各类试飞试验,参与了深度强化学习算法在FPGA上的实现,对智能控制器成果的推广应用有一定的贡献。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处