冬天的飛機(jī)會(huì)結(jié)冰?

宋琛

摘要:由于大多數(shù)訓(xùn)練飛機(jī)都是使用的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),飛行高度偏低,在冬季運(yùn)行過(guò)程中,結(jié)冰的可能性大大增加。所以,了解產(chǎn)生積冰的氣象條件、積冰對(duì)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。

關(guān)鍵詞:冬季 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī) 積冰

NTSB分析:1999-2001年,在所有天氣原因引發(fā)的事故中,7.5%的事故原因是結(jié)冰。進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)冰是活塞飛機(jī)最主要的事故源,占飛機(jī)結(jié)冰事故的52%,其中有27%引發(fā)災(zāi)難性后果。對(duì)于從事訓(xùn)練飛行的我們來(lái)說(shuō),所使用的飛機(jī)都是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),為了保證飛行安全,因此掌握飛機(jī)結(jié)冰的相關(guān)知識(shí)具有重要的意義。

一、飛機(jī)積冰簡(jiǎn)介

1、積冰。積冰是最復(fù)雜的飛行氣象之一,在云、霧、雨或濕雪中飛行時(shí),飛機(jī)的迎風(fēng)部位、動(dòng)力裝置和特種設(shè)備外露部分,由于水滴凍結(jié)或水氣凝結(jié)而聚積的冰層,這一現(xiàn)象就是飛機(jī)積冰。當(dāng)飛機(jī)在云中飛行,機(jī)體碰到過(guò)冷水滴時(shí),如果機(jī)體表面的溫度低于0℃時(shí),過(guò)冷水滴就會(huì)在機(jī)體表面的某些部分凍結(jié)而聚集起來(lái)形成結(jié)冰。此外,飛機(jī)由寒冷的高層進(jìn)入暖濕的低層,也會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰,它是由于暖濕氣層中的水氣在較冷的機(jī)體上發(fā)生凝結(jié)而形成的,過(guò)冷水滴是非常不穩(wěn)定的,當(dāng)它受到?jīng)_擊時(shí),即會(huì)變成固體的冰,在低于0℃的云雨中飛行時(shí)均可產(chǎn)生飛機(jī)結(jié)冰。

2、飛機(jī)積冰的種類。根據(jù)飛機(jī)表面所結(jié)的冰的結(jié)構(gòu)、形狀以及對(duì)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(jī)任何部位積冰都會(huì)使飛機(jī)的空氣動(dòng)力性能變壞,使飛機(jī)升力減小,阻力增大,從而影響飛機(jī)的操縱性與穩(wěn)定性。機(jī)翼前緣和尾翼前緣結(jié)冰可能造成阻力增加、升力下降、臨界迎角減小和飛機(jī)操縱性降低等危害;發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道結(jié)冰可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效量下降,發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低,甚至導(dǎo)致停車,以及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)損壞等危害;螺旋槳部位結(jié)冰可能造成螺旋槳不平衡、動(dòng)力裝置和飛機(jī)振動(dòng)以致軸承損壞、發(fā)動(dòng)機(jī)停車、二次損傷等危害;風(fēng)檔玻璃部位結(jié)冰可能防礙機(jī)組人員視線;儀表探頭部位結(jié)冰將可能導(dǎo)致儀表系統(tǒng)失靈(溫度、壓力等);飛機(jī)天線部位結(jié)冰可能導(dǎo)致天線折斷,系統(tǒng)失效等危害。

二、積冰對(duì)飛行的影響

飛行中,比較容易出現(xiàn)積冰的部位有:機(jī)翼、尾翼、風(fēng)擋、發(fā)動(dòng)機(jī)、槳葉、空速管、天線等,無(wú)論什么部位積冰都會(huì)影響飛機(jī)的性能,其影響主要可分為以下三個(gè)方面。

1、破壞飛機(jī)的空氣動(dòng)力性能。飛機(jī)結(jié)冰,增加了飛機(jī)的重量,改變了飛機(jī)的重心和氣動(dòng)外形,從而破壞了原有的氣動(dòng)性能,影響飛機(jī)的穩(wěn)定性。機(jī)翼和尾翼結(jié)冰,使升力系數(shù)下降,阻力增加,并可能引起飛機(jī)抖動(dòng),使飛機(jī)操縱困難。

2、降低動(dòng)力裝置效率,甚至產(chǎn)生故障。螺旋槳飛機(jī)的槳葉結(jié)冰,使飛機(jī)的拉力減小。同時(shí),脫落的冰塊還可能打壞發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身。汽化器的功能是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)裝置上的風(fēng)門,調(diào)節(jié)與空氣混合的燃油,形成供燃燒的混合氣體。然而從進(jìn)氣口流入的空氣進(jìn)入汽化器時(shí),使文氏管內(nèi)壓力和溫度降低,當(dāng)燃油注入氣流中時(shí),燃油汽化,溫度會(huì)進(jìn)一步降低。

3、影響對(duì)外觀察的視線。風(fēng)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(shí),由于判斷著陸高度不準(zhǔn)確,可能影響著陸安全,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。

4、影響儀表和通訊,甚至使之失效。當(dāng)空氣壓力感受器(空速管、動(dòng)靜壓孔)積冰時(shí),會(huì)影響空速表、高度表、升降速度表等的正常工作,若空速管、動(dòng)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(tài)的依據(jù)。天線結(jié)冰,影響無(wú)線電的接收和發(fā)射,甚至通訊中斷,強(qiáng)烈積冰能使天線同機(jī)體相接,發(fā)生短路,無(wú)線電航行設(shè)備失靈。

三、結(jié)冰的預(yù)防和處置措施

飛機(jī)結(jié)冰對(duì)飛行有很大的影響,它不僅妨礙飛行任務(wù)的完成,有時(shí)甚至有可能危及飛行安全;同時(shí),我們也還有一些老式飛機(jī),防冰性能差,但我們也不能有結(jié)冰天氣就不飛,因此,預(yù)防和正確處置結(jié)冰是極其重要的。

1、飛行前的準(zhǔn)備工作。(1)飛行前認(rèn)真的研究航線天氣及可能結(jié)冰的情況,做好防結(jié)冰準(zhǔn)備是安全飛行的重要措施。結(jié)冰主要發(fā)生在有過(guò)冷水滴的云中,飛行前應(yīng)仔細(xì)了解飛行區(qū)域的云、降水和氣溫的分布,以及0℃等溫線的高度。較強(qiáng)的結(jié)冰多發(fā)生在云中溫度為-2℃到-10℃的區(qū)域內(nèi),因此要特別注意-2℃和-10℃等溫線的高度。(2)結(jié)合飛機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)和計(jì)劃的航線高度、飛行速度等因素,判斷飛行區(qū)域結(jié)冰的可能性和結(jié)冰的強(qiáng)度。同時(shí),確定避開結(jié)冰區(qū)或安全通過(guò)結(jié)冰區(qū)的最佳方案。(3)檢查防冰裝置,清楚飛機(jī)表面已有的結(jié)冰、雪和霜。同時(shí)檢查飛行操縱有無(wú)卡阻的現(xiàn)象。

2、飛行中的措施。(1)空中飛行時(shí),根據(jù)當(dāng)時(shí)溫度(建議在+10℃以下)和結(jié)冰的條件(云、降水等)及時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)防冰,當(dāng)在駕駛艙風(fēng)擋邊緣有結(jié)冰時(shí),應(yīng)打開機(jī)身防冰系統(tǒng),當(dāng)飛機(jī)脫離結(jié)冰區(qū)后,也不要立即將防冰系統(tǒng)關(guān)閉,讓其工作5分鐘以后再關(guān),以防飛機(jī)帶冰飛行。(2)在使用防冰系統(tǒng)后,發(fā)動(dòng)機(jī)功率仍在減小,飛行速度仍在降低,此時(shí)結(jié)冰情況可能比較嚴(yán)重,而且防冰系統(tǒng)不足以將冰除掉,應(yīng)立即請(qǐng)求改變高度或改變航向,脫離了結(jié)冰區(qū),如仍無(wú)效,而不能保持最小機(jī)動(dòng)速度時(shí),應(yīng)采取果斷措施,返航或在就近機(jī)場(chǎng)著陸。(3)飛機(jī)在脫離結(jié)冰區(qū)選擇高度層時(shí),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(qū)或能夠出云時(shí),方能請(qǐng)示向下脫離。(4)在改變飛機(jī)形態(tài),即在襟翼過(guò)程中,飛機(jī)姿態(tài)發(fā)生急劇變化,如滾轉(zhuǎn)、帶大坡度等,應(yīng)將襟翼手柄立即放回原位,可能是襟翼的某一部分被凍結(jié)或被冰塊卡阻。

中國(guó)的民航事業(yè)不會(huì)停止發(fā)展的腳步,同時(shí)也給我們的飛行訓(xùn)練提出了巨大的考驗(yàn),沒(méi)有任何一個(gè)飛行員可以說(shuō)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(qiáng)地面準(zhǔn)備,大量的安全預(yù)想,這樣我們才能提高我們的教學(xué)質(zhì)量,保證飛行訓(xùn)練的安全。

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