飞机关键部位处由表面积冰带来的经济性损失与安全隐患对民航业的发展造成了严重的阻碍。目前依赖于主动除冰策略的除冰方法对飞机与发动机的结构设计有着诸多限制,无法满足人们对航空器适航安全以及经济性日益增长的需求。因此依据仿生学原理对易结冰部位进行表面改性,使其本身具备抗冰能力在设计者眼中成为了解决表面积冰最有潜力的方案之一。飞机表面易产生积冰的部位较多,且所用的材料也各不相同。针对于飞机发动机前缘唇口处可能发生的结冰问题,本文先使用激光微织构的方法对钛合金表面进行网格化改造,制备出了网格状凸起分布的微结构表面。利用光学显微镜、扫描电镜以及白光干涉仪等设备对表面形貌进行观察,并通过对激光参数进行调试获得了激光作用钛合金微结构形貌的调变规律,重点讨论了表面微结构的形成机制。其次,文中使用接触角测量仪测定了表面与水滴接触时的静态接触特性和动态接触特性,并利用高速摄像机观察了水滴在低韦伯数下撞击表面时的接触过程。根据表面的微结构形貌以及化学元素分布特性,本文讨论了不同激光参数对表面疏水性的影响机制。结果表明:脉冲宽度对表面烧蚀效果的影响有限,氧元素在脉宽增长的过程中未出现明显的变化,其主要是通过改变激光的作用深度与作用时间来对表面的最终形貌产生影响;扫描速度不仅能改变表面的层级结构,还大幅影响了激光加工过程中氧元素的输入,对表面疏水性产生结构层面与化学层面两方面的影响。最后,根据表面冰层累积形式的不同,本文设定了冷表面结霜实验和大水滴冻结实验,分别对表面的抑霜性和抗冰性展开了研究,并结合表面形貌以及表面浸润性分析了疏水表面的抑冰抑霜原理。结果表明:表面的抑霜性能与表面结构形貌和表面疏水性能有关。疏水性和表面结构能够通过产生不同的表面霜晶分布来影响结霜量;表面的抗冰性主要受表面浸润性的影响。其中动态接触特性能够极大的影响表面水滴的冷却冻结过程。由于滚动角和接触角迟滞较大,脉宽为45ns的表面水滴在冻结过程中出现坍塌与扩张的现象,减弱了其表面的抗冰性;扫描速度为250mm/s的表面疏水性较好,极大延后了水滴的冻结过程,呈现良好的抗冰性能。