Vereisung von Oberflächen stellt eine Gefahr dar für zahlreiche technische Anwendungen, wie Luftfahrzeuge, Windturbinen, Schiffe und Oberleitungen, die kalten Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Eisansammlungen auf wesentlichen Komponenten einzelner Anwendungen können zu erheblicher Reduzierung der Effizienz, unvorhersehbaren Einschränkungen von Funktionen bis hin zu totalem Betriebsausfall führen. Besonders kritische Vereisungsszenarien sind oft geprägt vom Aufprall unterkühlter großer Wassertropfen. Diese befinden sich zunächst in einem meta-stabilen Zustand, den sie unter Ausbreitung von schnell voranschreitenden Eisdendriten in der Flüssigphase verlassen. Das Zusammenspiel der Flüssigkeitsströmung mit der dynamischen Erstarrung in Form von Dendriten ist bis heute nicht vollständig verstanden. Diese Dissertation ist neuen Erkenntnissen bezüglich den zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen des Aufpralls eines unterkühlten großen Tropfens auf eine kalte feste Oberfläche überlagert mit Auftreffen einer kalten Luftströmung gewidmet. Der Fokus liegt auf Phänomenen, bei denen die Erstarrung zu verschiedenen Zeitpunkten des Aufpralls einsetzt, wie es in unterschiedlichen Phasen des Anwachsens einer Eisschicht auf einer Oberfläche der Fall ist. Für die entsprechenden Untersuchungen wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Vereisungswindkanal ausgelegt, aufgebaut und in Betrieb genommen. Dieser ermöglicht Experimente zum Aufprall einzelner unterkühlter Tropfen verschiedener Größe unter kontrollierter Variation von Tropfentemperatur, Aufprallgeschwindigkeit und Strömungsgeschwindigkeit des überlagerten Luftstroms. Die Untersuchungen umfassen den Aufprall von unterkühlten flüssigen Tropfen, die bei Aufprall einen sogenannten Corona-Splash ausbilden. Das Ausmaß des Splashes und die zurückbleibende Tropfenmasse werden mit einem existierenden Modell bezüglich des Einsetzens des Splashing in Zusammenhang gesetzt. Bei Überlagerung mit einem auftreffenden Luftstrom verformen die Tropfen sich vor dem Aufprall merklich. Die Auswirkungen der Verformung werden sowohl im Splashing-Modell, als auch in einem semiempirischen Modell zur Abschätzung des maximalen Ausbreitungsdurchmessers der Tropfen eingebunden. Zudem wird der Aufprall unterkühlter Tropfen auf eine planare Eisoberfläche betrachtet, welcher gekennzeichnet ist durch ein frühes Einsetzen der Erstarrung. Es wird gezeigt, dass die Unterkühlung der Tropfen vor Aufprall, d.h. Ausbreitungsgeschwindigkeit der Dendriten, einen wesentlichen Einfluss auf die maximale Ausbreitung hat und ein Modell zur Abschätzung dieser wird vorgestellt. Des Weiteren wird der Aufprall von Tropfen, die ihre Erstarrung bereits vor dem Aufprall beginnen, betrachtet. Das Verhalten solcher partiell gefrorener Tropfen während des Aufpralls wurde bisher noch nie untersucht und mithilfe eines angepassten Models einer plastischen Strömung wird eine entscheidende rheologische Eigenschaft der gemischten Phase quantifiziert. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen zu einem tieferen Verständnis der Physik der Flüssigkeitsströmung des Aufpralls unterkühlter Tropfen und dessen Interaktion mit der auftretenden dynamischen Erstarrung bei. Die angepassten Modelle, empirischen Korrelationen und quantifizierte Eigenschaften können schließlich verwendet werden, um numerische Modelle zur Vorhersage von Vereisung auf technischen Oberflächen zu verbessern.