飞机发动机的循环液冷系统通过转移发动机堆积的热量来缓解发动机的热负荷压力,是保障发动机稳定工作的重要温控系统。但在高寒地区,液冷系统中的冷却液会因高寒气候出现粘度增大的情况,难以执行液冷换热功能。因此高寒地区的飞机在起飞前要先利用冷却液辅助加热系统来提升冷却液的温度,才能安全起飞。传统的加热系统采用将电加热棒浸入冷却液的方式加热,不仅加热效率不高,还容易出现干烧现象,影响加热系统的使用寿命。本文将液冷系统的加热源从传统的加热棒转移到储液罐的不锈钢底板上,将其改进为膜加热模式,并利用厚膜技术和丝网印刷工艺在储液罐的不规则不锈钢基板上设计和制备厚膜加热器,主要工作如下:首先,利用COMSOL仿真软件在不规则不平整的不锈钢基板模型上进行加热温场研究。采用参数化扫描的方式,降低了因三相电路接线要求而设计的三区负载的升温差异,使差值从15%降低到了1.5%。之后结合制备工艺的特点,修改细节部分后得到了满足项目加热要求的电阻布局设计,为后续制备提供了指导版图。此外,搭建了传统加热模式和膜加热模式两种加热系统,并模拟了冷却液的升温效果,说明了进行膜加热改进后的应用价值,为本文采用膜加热形式提供了理论依据。然后,采用厚膜技术和丝网印刷工艺制备了不锈钢加热器件,并从制备绝缘层、电阻层和包封层三个部分介绍了加热器的详细制备过程。通过分析介质浆料烧结曲线的特点,在一次850℃烧结时进行了350℃保温30 min的额外热处理,解决了高温热处理环节容易出现的基板形变问题。在制备电阻层时,通过在中温导电银浆中掺入不同比例Mn O2,自行配制了能达到2 000 W功率的电阻浆料。在制备包封层时,通过依次降低热处理温度的方式,解决了采用850℃、600℃、850℃的温度依次进行热处理时包封层开裂脱落的问题。实验制备了与COMSOL仿真设计中电路布局完全相同的加热器样品,该加热器采用三相三线制接法,能满足1 600～2 000 W的功率需求。最后,测试了加热器样品在各种条件下的升温情况。结果表明加热器样品在室温25℃和低温环境中都能表现出高效的加热性能,温度响应时间小于100 s。试验板的稳态峰值温度超过400℃,且电阻层呈现出正温度系数效应。所制备的不锈钢加热器能以90 W的加热功率在100 s内升至100℃,且升温趋势和温场分布都与仿真结果一致,可以分析出工作功率为2 000 W时的高效可靠的加热性能。以上结论表明本文的设计对改进飞机液冷加热系统有一定意义。