冬天的飞机会结冰?
摘要:由于大多数训练飞机都是使用的活塞式发动机,飞行高度偏低,在冬季运行过程中,结冰的可能性大大增加。所以,了解产生积冰的气象条件、积冰对飞行的影响,以及在飞行中如何防止或减轻积冰,仍然是十分重要的。
关键词:冬季 活塞式发动机 积冰
NTSB分析:1999-2001年,在所有天气原因引发的事故中,7.5%的事故原因是结冰。进气系统结冰是活塞飞机最主要的事故源,占飞机结冰事故的52%,其中有27%引发灾难性后果。对于从事训练飞行的我们来说,所使用的飞机都是活塞式发动机,为了保证飞行安全,因此掌握飞机结冰的相关知识具有重要的意义。
一、飞机积冰简介
1、积冰。积冰是最复杂的飞行气象之一,在云、雾、雨或湿雪中飞行时,飞机的迎风部位、动力装置和特种设备外露部分,由于水滴冻结或水气凝结而聚积的冰层,这一现象就是飞机积冰。当飞机在云中飞行,机体碰到过冷水滴时,如果机体表面的温度低于0℃时,过冷水滴就会在机体表面的某些部分冻结而聚集起来形成结冰。此外,飞机由寒冷的高层进入暖湿的低层,也会出现结冰,它是由于暖湿气层中的水气在较冷的机体上发生凝结而形成的,过冷水滴是非常不稳定的,当它受到冲击时,即会变成固体的冰,在低于0℃的云雨中飞行时均可产生飞机结冰。
2、飞机积冰的种类。根据飞机表面所结的冰的结构、形状以及对飞行影响程度不同,可以分为:明冰、毛冰、雾凇、霜。
3、积冰的危害。飞机任何部位积冰都会使飞机的空气动力性能变坏,使飞机升力减小,阻力增大,从而影响飞机的操纵性与稳定性。机翼前缘和尾翼前缘结冰可能造成阻力增加、升力下降、临界迎角减小和飞机操纵性降低等危害;发动机进气道结冰可能造成发动机进气效量下降,发动机功率降低,甚至导致停车,以及发动机结构损坏等危害;螺旋桨部位结冰可能造成螺旋桨不平衡、动力装置和飞机振动以致轴承损坏、发动机停车、二次损伤等危害;风档玻璃部位结冰可能防碍机组人员视线;仪表探头部位结冰将可能导致仪表系统失灵(温度、压力等);飞机天线部位结冰可能导致天线折断,系统失效等危害。
二、积冰对飞行的影响
飞行中,比较容易出现积冰的部位有:机翼、尾翼、风挡、发动机、桨叶、空速管、天线等,无论什么部位积冰都会影响飞机的性能,其影响主要可分为以下三个方面。
1、破坏飞机的空气动力性能。飞机结冰,增加了飞机的重量,改变了飞机的重心和气动外形,从而破坏了原有的气动性能,影响飞机的稳定性。机翼和尾翼结冰,使升力系数下降,阻力增加,并可能引起飞机抖动,使飞机操纵困难。
2、降低动力装置效率,甚至产生故障。螺旋桨飞机的桨叶结冰,使飞机的拉力减小。同时,脱落的冰块还可能打坏发动机和机身。汽化器的功能是通过发动机装置上的风门,调节与空气混合的燃油,形成供燃烧的混合气体。然而从进气口流入的空气进入汽化器时,使文氏管内压力和温度降低,当燃油注入气流中时,燃油汽化,温度会进一步降低。
3、影响对外观察的视线。风挡玻璃积冰,能大大降低其透明度,使目视条件大大恶化,难以判断周围视野,给起飞、着陆造成困难,特别是在着陆时,由于判断着陆高度不准确,可能影响着陆安全,严重时会出现危险。
4、影响仪表和通讯,甚至使之失效。当空气压力感受器(空速管、动静压孔)积冰时,会影响空速表、高度表、升降速度表等的正常工作,若空速管、动静压孔堵塞,可以使这些仪表失效,使飞行员失去判断飞行状态的依据。天线结冰,影响无线电的接收和发射,甚至通讯中断,强烈积冰能使天线同机体相接,发生短路,无线电航行设备失灵。
三、结冰的预防和处置措施
飞机结冰对飞行有很大的影响,它不仅妨碍飞行任务的完成,有时甚至有可能危及飞行安全;同时,我们也还有一些老式飞机,防冰性能差,但我们也不能有结冰天气就不飞,因此,预防和正确处置结冰是极其重要的。
1、飞行前的准备工作。(1)飞行前认真的研究航线天气及可能结冰的情况,做好防结冰准备是安全飞行的重要措施。结冰主要发生在有过冷水滴的云中,飞行前应仔细了解飞行区域的云、降水和气温的分布,以及0℃等温线的高度。较强的结冰多发生在云中温度为-2℃到-10℃的区域内,因此要特别注意-2℃和-10℃等温线的高度。(2)结合飞机的性能、结构和计划的航线高度、飞行速度等因素,判断飞行区域结冰的可能性和结冰的强度。同时,确定避开结冰区或安全通过结冰区的最佳方案。(3)检查防冰装置,清楚飞机表面已有的结冰、雪和霜。同时检查飞行操纵有无卡阻的现象。
2、飞行中的措施。(1)空中飞行时,根据当时温度(建议在+10℃以下)和结冰的条件(云、降水等)及时使用发动机防冰,当在驾驶舱风挡边缘有结冰时,应打开机身防冰系统,当飞机脱离结冰区后,也不要立即将防冰系统关闭,让其工作5分钟以后再关,以防飞机带冰飞行。(2)在使用防冰系统后,发动机功率仍在减小,飞行速度仍在降低,此时结冰情况可能比较严重,而且防冰系统不足以将冰除掉,应立即请求改变高度或改变航向,脱离了结冰区,如仍无效,而不能保持最小机动速度时,应采取果断措施,返航或在就近机场着陆。(3)飞机在脱离结冰区选择高度层时,通常是向上脱离为好,如果向下脱离只有确切知道航线安全高度以上,有正温区或能够出云时,方能请示向下脱离。(4)在改变飞机形态,即在襟翼过程中,飞机姿态发生急剧变化,如滚转、带大坡度等,应将襟翼手柄立即放回原位,可能是襟翼的某一部分被冻结或被冰块卡阻。
中国的民航事业不会停止发展的脚步,同时也给我们的飞行训练提出了巨大的考验,没有任何一个飞行员可以说自己能够安安全全的飞一辈子,所以我们不能心存侥幸,要大量的加强地面准备,大量的安全预想,这样我们才能提高我们的教学质量,保证飞行训练的安全。