Глазурь (аэронавтика)

В Aeronautics глазурь - это образование водяного льда на самолете. Обледенение привело к многочисленным несчастным случаям со смертельным исходом в истории авиации. Аккреция и накопление льда могут повлиять на внешние поверхности самолета, и в этом случае это называется обледенением планера ^{[ 1 ]} - Или двигатель , в результате чего карбюраторная глазурь , глазурь в входе воздуха или более общее обледенение двигателя . ^{[ 2 ]} Эти явления могут, но не обязательно встречаются вместе.

Не все самолеты, особенно самолеты общей авиации , сертифицированы для полета в известный глазурь (FIKI), который лежит в районах с условиями обледенения определенными или вероятностью, на основе пилотных отчетов , наблюдений и прогнозов . ^{[ 3 ]} Чтобы быть сертифицированным FIKI, самолеты должны быть оснащены подходящими системами защиты льда для предотвращения аварий путем обледенения.

Определение

Условия глазурь существуют, когда воздух содержит капли из переохлажденной воды. Они замерзают при контакте с потенциальным местом зарождения, который в этом случае является частью самолета, вызывая глазурь. Условия глазури характеризуются количественно средним размером капли, содержанием жидкой воды и температурой воздуха. Эти параметры влияют на степень, тип и скорость, которые характеризуют образование льда на самолете. Федеральные авиационные правила содержат определение условий обледенения ^{[ 4 ]} что некоторые самолеты сертифицированы для полета. Так называемый SLD, или переохлажденная большая капля, условия-это те, которые превышают эту спецификацию и представляют собой конкретную опасность для самолетов, которой должны избегать все самолеты.

Качественно пилотные отчеты указывают на условия обледенения с точки зрения их влияния на самолет и будут зависеть от ранее существовавших возможностей самолета. Различные самолеты могут сообщать о одних и тех же количественных условиях, что и различные уровни обледенения в результате. Детекторы льда часто используются для указания наличия условий обледенения.

Типы структурного льда

Чистый лед часто прозрачный и гладкий. Сверхтухнутые капли воды, или замерзающий дождь , ударите поверхность, но не замораживайте мгновенно. Часто формируются «рога» или выступы в воздушный поток, который сглаживает его. Эта форма льда также называется глазурью.
Rime Ice - грубый и непрозрачный, образованный переукалетыми каплями, быстро замораживающими при ударе. Образуясь в основном вдоль аэродинамического профиля застойной точки , это обычно соответствует форме аэродинамического профиля.
Смешанный лед представляет собой комбинацию чистого и измельченного льда, имеющего оба свойства.
Морозный лед является результатом замораживания воды на незащищенных поверхностях, в то время как самолет стационарный, еще до начала полета. Это может быть опасно, когда будет предпринимается попытка полета, потому что он нарушает пограничный поток аэродинамического профиля, вызывая преждевременный аэродинамический киоск , и, в некоторых случаях, резко повышенное приготовление перетаскивания опасного или невозможного, что может привести к преждевременным несчастным случаям.
SLD ICE относится к льду, образованному в условиях больших капель (SLD). Он похож на прозрачный лед, но поскольку размер капель велик, он распространяется на незащищенные части самолета и образует большие формы льда, быстрее, чем обычные условия обледенения, из которых почти все самолеты недостаточно защищены. Это было фактором в катастрофе American Eagle Flight 4184 .

Эффект

Крыло обычно останавливается под более низким углом атаки и, следовательно, более высокую скорость воздуха, когда загрязнено льдом. Даже небольшое количество льда будет иметь эффект, и если лед грубый, он, тем не менее, может иметь большой эффект. Таким образом, увеличение скорости подхода рекомендуется, если на крыльях останется лед. Сколько увеличения зависит как от типа самолета, так и от количества льда. Характеристики стойка самолета с загрязненными льдами будут ухудшаться, а серьезные проблемы с контролем броска не являются необычными. Аккреция льда может быть асимметричным между двумя крыльями, которые требуют калибровки. Кроме того, внешняя часть крыла, которая обычно тоньше и, следовательно, лучшая коллекционер льда, может сначала остановиться, а не последняя.

Влияние на беспилотные самолеты

Беспилотные самолеты являются новой технологией с большим разнообразием коммерческих и военных применений. Обледенение в полете происходит во время полета в переохлаждении облаков или замораживающих осадков и представляет собой потенциальную опасность для всех самолетов. Обледенение в полете на БПЛА накладывает основное ограничение на оперативный конверт. ^{[ 5 ]}

Беспилотные самолеты более чувствительны и восприимчивы к обледенению по сравнению с пилотируемыми самолетами. ^{[ 6 ]} Основные различия между беспилотниками и пилотируемыми самолетами, когда дело доходит до обледенения:

Размер и вес : небольшие самолеты накапливаются быстрее, и больше льда на единицу площади, по сравнению с большими самолетами. БПЛА, как правило, меньше, чем пилотируемые самолеты и, следовательно, более чувствительны к обледенению. Кроме того, добавленная масса от акций льда может оказывать быстрое негативное влияние на беспилотники со строгими ограничениями веса.
Скорость полета : высокая скорость воздуха приводит к нагреву на крыльях или пропеллерах самолета, которые в некоторой степени могут противодействовать обледенению. БПЛА летают с более низкими скоростями, чем пилотируемые самолеты, и не получат выгоды от того же эффекта отопления. Следовательно, глазурь на БПЛЕ может возникнуть при более широком диапазоне температур, чем на пилотируемых самолетах.
Ламинарный поток : число Рейнольдса для БПЛА примерно на порядок ниже, чем для пилотируемых самолетов. Это приводит к тому, что БПЛА, работающие в режимах потока, где эффекты ламинарного потока более распространены, чем эффекты турбулентного потока. Поскольку ламинарный поток легче нарушен, чем турбулентный поток, негативные последствия обледенения больше.
Тип : БПЛА вращения, как правило, более чувствительны к обледенению, чем беспилотники с фиксированным крылом. ^{[ 7 ]}

Части БПЛА, наиболее подверженные глазурию, - это датчик воздушной скорости, передний край аэродинамических поверхностей, роторов и пропеллеров.

Обледенение на БПЛА - это глобальное явление, и условия глазурь на эксплуатационной высоте могут происходить круглый год по всему миру. Тем не менее, риски глазурь особенно велики в суб -аркктике, Арктике и Антарктике. Например, в больших частях северных серий присутствуют условия обледенения от 35% до более чем 80% случаев с сентября по май. ^{[ 7 ]}

Профилактика и удаление

Существует несколько методов, чтобы уменьшить опасность обледенения. Первый, и самый простой, заключается в том, чтобы вообще избежать условий обледенения, но для многих рейсов это не практично.

Защита перед полетом

Если лед загрязняет) присутствует на самолете перед взлетом, они должны быть удалены с критических поверхностей. Удаление может принимать разные формы:

Механические средства, которые могут быть так же просты, как использование метлы или щетки для удаления снега
Применение протирующей жидкости или даже горячей воды для удаления льда, снега и т. Д.
Использование инфракрасного нагрева для таяния и удаления загрязняющих веществ
Поместить самолет в нагретый ангар, пока снег и лед растаяли
Позиционируя самолет к солнцу, чтобы максимизировать нагревание снега и покрытых льдом поверхностей. На практике этот метод ограничен тонким загрязнением, к тому времени и погодным условиям.

Все эти методы удаляют существующее загрязнение, но не обеспечивают практической защиты в условиях обледенения. Если существуют условия обледенения или ожидаются до взлета, тогда используются анти-общие жидкости. Они более толстые, чем протирающие жидкости, и в течение некоторого времени сопротивляются воздействию снега и дождя. Они предназначены для съемки самолета во время взлета и не обеспечить защиту от полета.

Системы защиты в полете

Чтобы защитить самолет от обледенения в полете, различные формы антиобеспечения или погашения используются :

Общим подходом является маршрутизацию двигателя «кровоточащий воздух» в протоки вдоль ведущих краев крыльев и хвостовых пластин. Воздух нагревает передний край поверхности, и это тает или испаряет лед при контакте. На турбинном самолете воздух извлекается из секции компрессора двигателя. Если самолет имеет поршень с турбонаддувом, проводятся кровотечение от турбонагнетателя.
Некоторые самолеты оснащены пневматическими ботинками , которые рассеивают наращивание льда на поверхности. Эти системы требуют меньшего количества моторного кровотечения, но обычно менее эффективны, чем нагретая поверхность.
Несколько самолетов используют плачущую систему крыльев, которая имеет сотни небольших отверстий на ведущих краях и выпускает антикамешную жидкость по требованию, чтобы предотвратить накопление льда.
Электрическое отопление также используется для защиты самолетов и компонентов (включая пропеллеры) от обледенения. Нагревание может применяться непрерывно (обычно на небольшие, критические компоненты, такие как статические датчики пито и угол лопастей атаки) или периодически, что дает эффект, аналогичный использованию протирующих ботинков .

Во всех этих случаях обычно защищены только критические самолеты и компоненты. В частности, только передний край крыла обычно защищен.

Карбюратор наносится на карбюраторные двигатели для предотвращения и очистки обледенения. Двигатели, инъецированные с топливом, не восприимчивы к обледенению карбюратора, но могут страдать от заблокированных входов. В этих двигателях часто доступен альтернативный источник воздуха.

Существует разница между проуганием и антиобеспеченным. Объединение относится к удалению льда из планера; Антикальное общение относится к предотвращению льда, накапливающегося на плане.

Связанные аварии и инциденты

Дата	Несчастный случай
15 октября 1943 года	American Airlines Flight 63 ( Флагман Миссури )
21 ноября 1973 года	Солнечный песок ВМС США C-117D Crash
1 декабря 1974 года	Северо -западный авиакомпания рейс 6231
13 января 1982 года	Air Florida Flight 90
12 декабря 1985 года	Arrow Air Flight 1285r
15 ноября 1987 года	Continental Airlines Flight 1713
10 марта 1989 года	Air Ontario Flight 1363
26 декабря 1989 года	United Express Flight 2415
17 февраля 1991 года	Ryan International Airlines Flight 590
27 декабря 1991 года	Scandinavian Airlines System Flight 751
22 марта 1992 года	Полет USAIR 405
01 апреля 1993 г.	Алан Кулвицки авиакатастроф
31 октября 1994	American Eagle Flight 4184
9 января 1997 года	Полетный рейс 3272
27 февраля 2001 года	Loganair Flight 670
21 декабря 2002 г.	Transasia Airways Flight 791
21 ноября 2004 г.	Китай восточная авиакомпания рейс 5210
16 августа 2005 г.	Полет 708 West Caribbean Airways 708
12 февраля 2009 г.	Полет Colgan Air 3407
1 июня 2009 г.	Air France Flight 447
4 ноября 2010 г.	Aero Caribbean Flight 883
9 января 2011 года	Иранский воздушный полет 277
18 мая 2011 года	Sun Lines Flight 5428
24 июля 2014 года	Воздушный рейс Алжир 5017
11 февраля 2018 года	Saratov Airlines рейс 703
9 августа 2024 года	Voepass Linhas Air Flight 2283

Ссылки

^ Уодель, Мэри (3 августа 2017 г.). «Обледенение планера» . НАСА Гленн Исследовательский центр . Национальная авиационная и космическая администрация . Получено 8 июня 2019 года .
^ Уодель, Мэри (31 июля 2017 г.). «Обледенение двигателя» . НАСА Гленн Исследовательский центр . Национальная авиационная и космическая администрация . Получено 8 июня 2019 года .
^ Йодис, Джон С. (1 августа 2005 г.). «Закон о« известной глазурь » . Тол. 48, нет. 8. Aopa Pilot Magazine. Архивировано из оригинала 1 января 2015 года . Получено 25 апреля 2013 года . {{cite magazine}}: CITE Magazine требует |magazine= ( помощь )
^ «Федеральные авиационные правила, часть 25, Приложение C» . Архивировано из оригинала 2012-03-19 . Получено 2008-09-20 .
^ Ханн, Ричард; Йохансен, Тор (2020). «Неограниченные темы в обледенении беспилотного летательного аппарата (EPR2020008) - SAE Mobilus» . Saemobilus.sae.org . doi : 10.4271/epr2020008 . HDL : 11250/3113980 . S2CID 226200723 . Получено 2021-02-12 .
^ Ханн, Ричард (2020). Атмосферные льды, аэродинамические штрафные штрафы и системы защиты льда на беспилотных воздушных транспортных средствах . Ntnu. ISBN 978-82-326-4749-1 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «БИЗ АВТОСКАЯ Ограничения глазурь» . Май 2021 г. Получено 2021-12-08 .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с обледенением в авиации в Wikimedia Commons

Послушайте эту статью ( 7 минут )

Этот аудиофайл был создан из пересмотра этой статьи от 9 декабря 2017 года и не отражает последующие изменения.

[1] Уодель, Мэри (3 августа 2017 г.). «Обледенение планера» . НАСА Гленн Исследовательский центр . Национальная авиационная и космическая администрация . Получено 8 июня 2019 года .

[2] Уодель, Мэри (31 июля 2017 г.). «Обледенение двигателя» . НАСА Гленн Исследовательский центр . Национальная авиационная и космическая администрация . Получено 8 июня 2019 года .

[3] Йодис, Джон С. (1 августа 2005 г.). «Закон о« известной глазурь » . Тол. 48, нет. 8. Aopa Pilot Magazine. Архивировано из оригинала 1 января 2015 года . Получено 25 апреля 2013 года . {{cite magazine}}: CITE Magazine требует |magazine= ( помощь )

[4] «Федеральные авиационные правила, часть 25, Приложение C» . Архивировано из оригинала 2012-03-19 . Получено 2008-09-20 .

[5] Ханн, Ричард; Йохансен, Тор (2020). «Неограниченные темы в обледенении беспилотного летательного аппарата (EPR2020008) - SAE Mobilus» . Saemobilus.sae.org . doi : 10.4271/epr2020008 . HDL : 11250/3113980 . S2CID 226200723 . Получено 2021-02-12 .

[6] Ханн, Ричард (2020). Атмосферные льды, аэродинамические штрафные штрафы и системы защиты льда на беспилотных воздушных транспортных средствах . Ntnu. ISBN 978-82-326-4749-1 .

[:0-7] Jump up to: ^а ^{беременный} «БИЗ АВТОСКАЯ Ограничения глазурь» . Май 2021 г. Получено 2021-12-08 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]