淺談飛機冬季飛行的結冰問題
摘要:由于大多數訓練飛機都是使用的活塞式發動機,飛行高度偏低,在冬季運行過程中,結冰的可能性大大增加。所以,了解產生積冰的氣象條件、積冰對飛行的影響,以及在飛行中如何防止或減輕積冰,仍然是十分重要的。

(圖片源于網絡)
關鍵詞:冬季 活塞式發動機 積冰
NTSB分析:1999-2001年,在所有天氣原因引發的事故中,7.5%的事故原因是結冰。進氣系統結冰是活塞飛機最主要的事故源,占飛機結冰事故的52%,其中有27%引發災難性后果。對于從事訓練飛行的我們來說,所使用的飛機都是活塞式發動機,為了保證飛行安全,因此掌握飛機結冰的相關知識具有重要的意義。
一、飛機積冰簡介
1、積冰。積冰是最復雜的飛行氣象之一,在云、霧、雨或濕雪中飛行時,飛機的迎風部位、動力裝置和特種設備外露部分,由于水滴凍結或水氣凝結而聚積的冰層,這一現象就是飛機積冰。當飛機在云中飛行,機體碰到過冷水滴時,如果機體表面的溫度低于0℃時,過冷水滴就會在機體表面的某些部分凍結而聚集起來形成結冰。此外,飛機由寒冷的高層進入暖濕的低層,也會出現結冰,它是由于暖濕氣層中的水氣在較冷的機體上發生凝結而形成的,過冷水滴是非常不穩定的,當它受到沖擊時,即會變成固體的冰,在低于0℃的云雨中飛行時均可產生飛機結冰。
2、飛機積冰的種類。根據飛機表面所結的冰的結構、形狀以及對飛行影響程度不同,可以分為:明冰、毛冰、霧凇、霜。
3、積冰的危害。飛機任何部位積冰都會使飛機的空氣動力性能變壞,使飛機升力減小,阻力增大,從而影響飛機的操縱性與穩定性。機翼前緣和尾翼前緣結冰可能造成阻力增加、升力下降、臨界迎角減小和飛機操縱性降低等危害;發動機進氣道結冰可能造成發動機進氣效量下降,發動機功率降低,甚至導致停車,以及發動機結構損壞等危害;螺旋槳部位結冰可能造成螺旋槳不平衡、動力裝置和飛機振動以致軸承損壞、發動機停車、二次損傷等危害;風檔玻璃部位結冰可能防礙機組人員視線;儀表探頭部位結冰將可能導致儀表系統失靈(溫度、壓力等);飛機天線部位結冰可能導致天線折斷,系統失效等危害。
二、積冰對飛行的影響
飛行中,比較容易出現積冰的部位有:機翼、尾翼、風擋、發動機、槳葉、空速管、天線等,無論什么部位積冰都會影響飛機的性能,其影響主要可分為以下三個方面。
1、破壞飛機的空氣動力性能。飛機結冰,增加了飛機的重量,改變了飛機的重心和氣動外形,從而破壞了原有的氣動性能,影響飛機的穩定性。機翼和尾翼結冰,使升力系數下降,阻力增加,并可能引起飛機抖動,使飛機操縱困難。
2、降低動力裝置效率,甚至產生故障。螺旋槳飛機的槳葉結冰,使飛機的拉力減小。同時,脫落的冰塊還可能打壞發動機和機身。汽化器的功能是通過發動機裝置上的風門,調節與空氣混合的燃油,形成供燃燒的混合氣體。然而從進氣口流入的空氣進入汽化器時,使文氏管內壓力和溫度降低,當燃油注入氣流中時,燃油汽化,溫度會進一步降低。
3、影響對外觀察的視線。風擋玻璃積冰,能大大降低其透明度,使目視條件大大惡化,難以判斷周圍視野,給起飛、著陸造成困難,特別是在著陸時,由于判斷著陸高度不準確,可能影響著陸安全,嚴重時會出現危險。
4、影響儀表和通訊,甚至使之失效。當空氣壓力感受器(空速管、動靜壓孔)積冰時,會影響空速表、高度表、升降速度表等的正常工作,若空速管、動靜壓孔堵塞,可以使這些儀表失效,使飛行員失去判斷飛行狀態的依據。天線結冰,影響無線電的接收和發射,甚至通訊中斷,強烈積冰能使天線同機體相接,發生短路,無線電航行設備失靈。
三、結冰的預防和處置措施
飛機結冰對飛行有很大的影響,它不僅妨礙飛行任務的完成,有時甚至有可能危及飛行安全;同時,我們也還有一些老式飛機,防冰性能差,但我們也不能有結冰天氣就不飛,因此,預防和正確處置結冰是極其重要的。
1、飛行前的準備工作。(1)飛行前認真的研究航線天氣及可能結冰的情況,做好防結冰準備是安全飛行的重要措施。結冰主要發生在有過冷水滴的云中,飛行前應仔細了解飛行區域的云、降水和氣溫的分布,以及0℃等溫線的高度。較強的結冰多發生在云中溫度為-2℃到-10℃的區域內,因此要特別注意-2℃和-10℃等溫線的高度。(2)結合飛機的性能、結構和計劃的航線高度、飛行速度等因素,判斷飛行區域結冰的可能性和結冰的強度。同時,確定避開結冰區或安全通過結冰區的最佳方案。(3)檢查防冰裝置,清楚飛機表面已有的結冰、雪和霜。同時檢查飛行操縱有無卡阻的現象。
2、飛行中的措施。(1)空中飛行時,根據當時溫度(建議在+10℃以下)和結冰的條件(云、降水等)及時使用發動機防冰,當在駕駛艙風擋邊緣有結冰時,應打開機身防冰系統,當飛機脫離結冰區后,也不要立即將防冰系統關閉,讓其工作5分鐘以后再關,以防飛機帶冰飛行。(2)在使用防冰系統后,發動機功率仍在減小,飛行速度仍在降低,此時結冰情況可能比較嚴重,而且防冰系統不足以將冰除掉,應立即請求改變高度或改變航向,脫離了結冰區,如仍無效,而不能保持最小機動速度時,應采取果斷措施,返航或在就近機場著陸。(3)飛機在脫離結冰區選擇高度層時,通常是向上脫離為好,如果向下脫離只有確切知道航線安全高度以上,有正溫區或能夠出云時,方能請示向下脫離。(4)在改變飛機形態,即在襟翼過程中,飛機姿態發生急劇變化,如滾轉、帶大坡度等,應將襟翼手柄立即放回原位,可能是襟翼的某一部分被凍結或被冰塊卡阻。
中國的民航事業不會停止發展的腳步,同時也給我們的飛行訓練提出了巨大的考驗,沒有任何一個飛行員可以說自己能夠安安全全的飛一輩子,所以我們不能心存僥幸,要大量的加強地面準備,大量的安全預想,這樣我們才能提高我們的教學質量,保證飛行訓練的安全。
本文摘自中國論文網,原文地址:http://www.xzbu.com/8/view-3535978.htm
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