35,000英尺是商用喷气式飞机的标准巡航高度，但在这些高空中，空气温度会骤降至-51摄氏度以下，机翼上很容易形成冰。为了防止冰的形成和随之而来的飞机拖拽，当前的系统利用燃烧燃料产生的热量。但是这些高温、依赖燃料的系统不能用于下一代飞机的拟议全电动、温度敏感材料上。
随着科学家们寻找新的防冰方法，来自中国西北工业大学和爱荷华州立大学的物理学家们采取了不同的方法。他们在由美国物理联合会出版的《流体物理学》杂志上发表了证据，显示控制起降的重要设备可以兼作防冰控制。
“当前的防冰方法不适合基于新航空技术的下一代航空系统，”论文作者之一孟选石说。“我们已经找到了一种控制这些新型飞机结冰的绝佳方法。”
这取决于等离子体致动器。等离子体致动器是一种特殊的短电路。当高电压施加在两个电极之间时，它会导致其上方的空气粒子电离，形成等离子体，并诱导气流或风。这种等离子体流可以通过操纵来控制飞机机翼的空气动力学，改变升降和阻力以适应起降（称为流动控制应用）。但等离子体致动器不仅仅释放诱导风。
“当施加高电压时，大部分转化为热量，其余部分转化为致动器上方的诱导气流或离子风，因此等离子体致动器具有空气动力学和热效应，”孟说。
“通过结合等离子体致动器的空气动力学和热效应，我们提供了一种全新的高效结冰和流动控制方法。”
西北工业大学的等离子体控制团队在2012年首次意识到等离子体致动器对结冰的影响，当时一个冰块放置在等离子体激励器的放电区域迅速融化。
为了进一步展示等离子体防冰的机制，该团队设计了极其薄的面介质阻挡放电等离子体致动器，并将它们安装在一个3D打印的塑料NACA 0012翼型上。安装了三种配置的致动器，以研究不同的空气动力学如何影响冰的形成。然后，使用高速摄像机、红外热成像和粒子散射激光来可视化诱导气流和热输出如何相互作用。
在静止空气条件和结冰风洞内进行了测试，冷空气粒子被发射到翼型上。该团队发现，对于所有三种致动器，热力和流体动力学是密不可分的。
垂直于翼型表面放置的等离子体致动器在沿机翼传递热量方面最为有效，完全防止了冰的形成。通过比较不同设计之间的热传递和气流，该团队得出结论，最佳设计需要在局部产生尽可能多的热量，同时与迎面而来的气流良好混合。
“这可以用来设计一个有效的防冰系统，在足够低的温度下防止下一代飞机复合材料设计的应力，”孟说。
孟的学生阿法克·艾哈迈德·阿巴西补充说：“传统的防冰技术使用高达200摄氏度的空气来蒸发水滴，而复合材料无法承受如此高的温度。但等离子体防冰控制可以在不那么高的温度下阻止过冷水滴在车辆表面形成冰，这对复合材料是有好处的。”
孟解释说，他的团队提出使用等离子体致动器作为防冰器对流体力学专家来说是一个“惊喜”。孟承认他们只是这项研究的开始，他们仍然需要找出热效应和流体效应是如何联系的，以及它们究竟是如何共同作用来驱散机翼表面的过冷水滴的。