结冰是飞机飞行事故的重要隐患,尤其对于中低空飞行的中小型无人机,由于其尺寸小、机载防/除冰能量有限、结冰概率高,结冰问题更为严重。因此,为满足现代无人机强环境适应性的紧迫需求,亟需发展轻小型化、高效、低能耗的防除冰技术。本文将主动流动控制技术应用到防除冰领域,设计研究了电磁式合成双射流激励器和合成热射流激励器,提出了基于合成热射流技术的无人机防冰方案,开展了合成热射流防冰机理和防冰效果的数值模拟,并进行了原理性除冰实验验证。设计研制了新型电磁式合成双射流激励器,利用PIV实验研究了谐振频率下激励器双出口附近的流场速度及涡结构特征;采用本征正交分解(Proper orthogonal decomposition,POD)与重构方法,分析了流场不同模态的流场特性和重构流场特性;对比分析了压电式与电磁式合成双射流激励器的结构和性能,并以此为基础设计了合成热射流激励器,研究了合成热射流的温度分布,为下一步防/除冰研究奠定了基础。通过数值模拟研究了合成热射流对尚未结冰机翼的“防冰”特性。研究了机翼前缘布置逆向合成射流/合成双射流对低速来流水滴撞击特性的影响,结果表明:高频(比流场的特征频率高一个量级)工作时,合成射流/合成双射流能够在机翼前缘上游形成闭式包线,包线内部回流区水滴速度和质量分数较低,由于合成双射流具有能量效率和射流频率倍增的特点,形成的回流区范围比合成射流得到的回流区范围更大且更稳定,大幅降低了结冰的水滴收集;此外,分析了合成热射流对斜劈的防冰效果,发现合成热射流不仅具备了合成双射流与来流相互作用的“气动”防冰功能,还能在壁面上方形成热空气层,通过热空气层与斜劈表面粘附水滴间的强迫对流换热,使壁面的瞬时结冰速率降到合成双射流防护下的1/4,体现了“热力”防冰功能。开展了利用合成热射流对结冰机翼进行“除冰”的原理性实验研究。合成热射流能够有效除冰,且环境温度越高,除冰速度越快;热射流比纯加热除冰更有效,除冰时间能够减少25.0%到36.4%,而纯射流方案由于没有热量的输入,不能使冰层融化,揭示了除冰的能量传递过程;对于不同角度射流除冰,90o射流角由于动量损失最小、加快了热量传递,除冰效果最明显。