Oblodzenie samolotu – warunki, przyczyny i konsekwencje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Statystyki pokazują, że odsetek zgonów w wypadkach lotniczych jest znacznie niższy niż w przypadku innych środków transportu. Oblodzenie statku powietrznego jest częstą przyczyną wypadków, dlatego coraz większą uwagę poświęca się walce z nim. W razie wypadku pociągu, statku lub samochodu ludzie mają dość dużą szansę na przeżycie. Upadek samolotów pasażerskich, z rzadkimi wyjątkami, prowadzi do śmierci wszystkich pasażerów.

Co powoduje oblodzenie

Następujące części nadwozia samolotu są najczęściej narażone na oblodzenie:

• krawędzie natarcia ogona i skrzydła;
• wloty powietrza silnika;
• łopatki śmigła dla poszczególnych typów silników.

Tworzenie się lodu na skrzydłach i ogonie prowadzi do wzrostu oporu, pogorszenia stabilności i sterowności samolotu. W najgorszych przypadkach stery (lotki, klapy itp.) mogą po prostu przymrozić do skrzydła, a sterowanie samolotem zostanie częściowo lub całkowicie sparaliżowane.

Oblodzenie wlotów powietrza zakłóca równomierność przepływów powietrza wchodzących do silników. Konsekwencją tego jest nierównomierna praca silników i pogorszenie trakcji, awarie w pracy zespołów. Pojawiają się wibracje, które mogą doprowadzić do całkowitego zniszczenia silników.

W samolotach z wentylatorem śmigłowym i turbośmigłowym, oblodzenie na krawędziach łopat śmigła powoduje poważne zmniejszenie prędkości lotu z powodu spadku wydajności śmigieł. W rezultacie statek może nie „dopłynąć” do celu, ponieważ zużycie paliwa przy mniejszej prędkości pozostaje takie samo lub nawet wzrasta.

Oblodzenie naziemne samolotu

Oblodzenie może znajdować się na ziemi lub w locie. W pierwszym przypadku warunki oblodzenia samolotu są następujące:

• Przy dobrej pogodzie, przy ujemnych temperaturach, powierzchnia samolotu chłodzi bardziej niż otaczająca atmosfera. Z tego powodu para wodna zawarta w powietrzu zamienia się w lód - pojawia się mróz lub mróz. Grubość blaszki zwykle nie przekracza kilku milimetrów. Można go łatwo usunąć nawet ręcznie.
• W temperaturach bliskich zeru i wysokiej wilgotności przechłodzona woda zawarta w atmosferze osadza się na kadłubie samolotu w postaci płytki nazębnej. W zależności od warunków atmosferycznych powłoka zmienia się od przezroczystej w wyższych temperaturach do matowej, przypominającej szron w niższych temperaturach.
• Zamarzanie na powierzchni samolotu we mgle, deszczu lub ze śniegiem. Powstaje nie tylko w wyniku opadów atmosferycznych, ale także gdy śnieg i błoto pośniegowe uderzają o kadłub podczas kołowania.

Istnieje też taki rodzaj zjawiska jak "lód paliwowy". Kiedy nafta w zbiornikach ma niższą temperaturę niż otaczające powietrze, woda z atmosfery zaczyna osadzać się w miejscu, w którym znajdują się zbiorniki i tworzy się lód. Grubość warstwy sięga czasami 15 mm lub więcej. Ten rodzaj oblodzenia samolotu jest niebezpieczny, ponieważ osad jest najczęściej przezroczysty i trudny do zauważenia. Ponadto osad tworzy się tylko w obszarze zbiornika paliwa, podczas gdy reszta karoserii pozostaje czysta.

Oblodzenie w powietrzu

Innym rodzajem oblodzenia samolotu jest tworzenie się lodu na kadłubie statku podczas lotu. Występuje podczas lotu w zimnym deszczu, mżawce, deszczu ze śniegiem lub mgle. Lód tworzy się najczęściej na skrzydłach, ogonach, silnikach i innych wystających częściach ciała.

Szybkość tworzenia się skorupy lodowej jest różna i zależy zarówno od warunków pogodowych, jak i konstrukcji samolotu. Zdarzały się przypadki tworzenia się płytki nazębnej z prędkością 25 mm na minutę. Prędkość samolotu odgrywa tu podwójną rolę - do pewnego progu przyczynia się do wzrostu oblodzenia samolotu ze względu na to, że na powierzchnię samolotu opada więcej wilgoci w jednostce czasu. Ale potem, wraz z dalszym przyspieszaniem, powierzchnia nagrzewa się od tarcia z powietrzem, a intensywność tworzenia lodu maleje.

Oblodzenie samolotu w locie występuje najczęściej na wysokości do 5000 metrów. Dlatego z góry zwraca się szczególną uwagę na badanie warunków pogodowych w okolicy. Start i lądowanie. Oblodzenie na dużych wysokościach jest niezwykle rzadkie, ale nadal możliwe.

Odladzanie z POL

Główną rolę w zapobieganiu oblodzeniu odgrywa traktowanie samolotów płynem przeciwoblodzeniowym (AFL). Liderami w produkcji środków do odladzania są amerykańskie The Dow Chemical Company i kanadyjskie Cryotech Deicing Technology. Firmy stale poszerzają i ulepszają linię swoich odczynników.

Priorytetowe obszary badań to szybkość odladzania i czas trwania odladzania samolotu. Za te procesy odpowiadają różne rodzaje płynów przeciwoblodzeniowych, dlatego przetwarzanie samolotu zawsze odbywa się w dwóch etapach. W sumie istnieją cztery rodzaje odczynników, które są używane w obróbce samolotu. Płyny pierwszego typu są odpowiedzialne za usuwanie istniejącego lodu z kadłuba samolotu. Kompozycje typu II, III i IV służą do ochrony ciała przed oblodzeniem przez określony czas.

Przetwarzanie samolotu na ziemi

Najpierw samolot jest traktowany płynem typu I rozcieńczonym gorącą wodą do temperatury 60-80 0C. Stężenie odczynnika dobierane jest na podstawie warunków pogodowych. Barwnik jest często zawarty w kompozycji, dzięki czemu personel konserwacyjny może kontrolować jednorodność powlekania samolotu cieczą. Dodatkowo specjalne substancje wchodzące w skład POLA poprawiają krycie produktu.

Drugi etap to przetwarzanie następnegopłyn, najczęściej typu IV. Zasadniczo jest identyczna z kompozycją typu II, ale jest wytwarzana przy użyciu bardziej nowoczesnej technologii. Typ III jest najczęściej używany do odladzania samolotów różnych lokalnych linii lotniczych. Ciecz typu IV jest rozpylana czysto iw przeciwieństwie do typu I, z małą prędkością. Celem zabiegu jest zapewnienie, że samolot jest równomiernie pokryty grubą warstwą związku, który nie pozwala na zamarzanie wody na powierzchni samolotu.

Podczas akcji film stopniowo „topnie”, reagując z opadami. Producenci prowadzą badania mające na celu wydłużenie czasu trwania warstwy ochronnej. Badane są również możliwości minimalizacji wpływu szkodliwych składników płynów przeciwoblodzeniowych na środowisko. Ogólnie rzecz biorąc, AOL pozostaje obecnie najlepszym sposobem radzenia sobie z oblodzeniem samolotu.

Systemy przeciwoblodzeniowe

Kompozycje, które samoloty obsługiwane są na ziemi są specjalnie wykonane tak, aby podczas startu były „zdmuchiwane” z powierzchni ciała tak, aby nie zmniejszać siły nośnej. Następnie pałeczkę przejmują czujniki oblodzenia samolotu. W odpowiednim momencie wydają polecenie wejścia do akcji systemom, które zapobiegają tworzeniu się lodu podczas lotu. Dzielą się na mechaniczne, chemiczne i termiczne (powietrzno-termiczne i elektrotermiczne).

Systemy mechaniczne

Oparta na zasadzie sztucznego odkształcenia zewnętrznej powierzchni kadłuba statku, w wyniku której lód pęka i jest zdmuchiwany przez nadchodzący strumień powietrza. Na przykład na skrzydłachUpierzenie samolotu jest wzmocnione gumowymi ochraniaczami z systemem komór powietrznych wewnątrz. Po rozpoczęciu oblodzenia samolotu sprężone powietrze jest najpierw dostarczane do komory centralnej, która rozbija lód. Następnie boczne komory są napompowane, a lód jest wyrzucany z powierzchni.

Systemy chemiczne

Działanie takiego systemu opiera się na wykorzystaniu odczynników, które w połączeniu z wodą tworzą mieszaniny o niskiej temperaturze zamarzania. Powierzchnia pożądanego odcinka korpusu samolotu pokryta jest specjalnym porowatym materiałem, przez który dostarczana jest ciecz rozpuszczająca lód. Systemy chemiczne były szeroko stosowane w samolotach w połowie XX wieku, ale obecnie są używane głównie jako zapasowa metoda czyszczenia szyb przednich.

Systemy cieplne

W tych systemach oblodzenie jest eliminowane poprzez ogrzewanie powierzchni gorącym powietrzem i spalinami pobieranymi z silników lub elektrycznością. W tym drugim przypadku powierzchnia jest podgrzewana nie w sposób ciągły, ale okresowo. Część lodu może zamarznąć, po czym system zostaje włączony. Zamarznięta woda oddziela się od powierzchni i jest unoszony przez prąd powietrza. W ten sposób stopiony lód nie rozprzestrzenia się po kadłubie samolotu.

Najnowocześniejszym rozwiązaniem w tej dziedzinie jest system elektrotermiczny wynaleziony przez GKN. Na skrzydła samolotu nakładana jest specjalna folia polimerowa z dodatkiem ciekłego metalu. Pobiera energię z systemu pokładowego samolotu i utrzymuje temperaturę powierzchni skrzydła od 7 do 21 0C. Ten najnowszy system jest szeroko stosowany w samolotach Boeinga.787.

Pomimo wszystkich "wymyślnych" systemów bezpieczeństwa, oblodzenie wymaga największej uwagi ze strony osoby. Mała nieuwaga często prowadziła do wielkich tragedii. Dlatego pomimo szybkiego rozwoju technologii bezpieczeństwo ludzi nadal w dużej mierze zależy od nich samych.