飞机结冰详解
- 格式:pps
- 大小:5.16 MB
- 文档页数:46
飞行器结冰问题的解决随着航空技术的不断发展,飞行器在现代社会中扮演着重要的角色。
然而,飞行器在高空飞行时常常会遇到结冰问题,给飞行安全带来了巨大的威胁。
本文将探讨飞行器结冰问题的原因以及解决方法。
一、飞行器结冰问题的原因飞行器在高空飞行时,会遇到低温和高湿度的环境,这是结冰问题的主要原因。
当飞行器表面温度低于冰点时,空气中的水蒸气会凝结成冰,形成结冰层。
结冰层的存在会增加飞行器的重量,改变其气动特性,影响飞行器的操控性能,甚至导致飞行器失去控制。
二、飞行器结冰问题的解决方法为了解决飞行器结冰问题,航空工程师们提出了多种解决方法,下面将介绍其中几种常见的方法。
1. 防冰液喷洒防冰液喷洒是目前应用最广泛的解决飞行器结冰问题的方法之一。
防冰液是一种特殊的化学物质,可以在飞行器表面形成一层保护膜,防止水蒸气凝结成冰。
防冰液通常由甘油、乙二醇等成分组成,具有良好的防冰效果。
在飞行器起飞前,地面工作人员会对飞行器进行喷洒,形成一层均匀的防冰液膜,以保证飞行器在高空飞行时不会结冰。
2. 热力防冰系统热力防冰系统是一种通过加热飞行器表面来防止结冰的方法。
该系统通过在飞行器表面安装加热元件,通过加热来提高飞行器表面的温度,防止水蒸气凝结成冰。
热力防冰系统通常应用于飞行器的关键部位,如机翼、进气口等。
通过控制加热元件的温度和加热时间,可以有效地防止结冰问题的发生。
3. 气动防冰系统气动防冰系统是一种通过改变飞行器表面的气动特性来防止结冰的方法。
该系统通过在飞行器表面安装气动装置,改变飞行器表面的流场分布,减少水蒸气凝结成冰的可能性。
气动防冰系统通常应用于飞行器的前缘部位,如机翼前缘、垂直尾翼前缘等。
通过控制气动装置的开启和关闭,可以在飞行器遇到结冰条件时及时采取防冰措施。
4. 结冰预警系统结冰预警系统是一种通过监测飞行器表面的温度和湿度来预测结冰的可能性的方法。
该系统通过安装温湿度传感器,实时监测飞行器表面的温度和湿度变化,当温度低于冰点且湿度较高时,系统会发出警报,提醒飞行员采取相应的防冰措施。
飞机积霜与飞行安全飞机积霜是指在寒冷天气条件下,飞机表面结冰的现象。
它是一个严重的安全问题,可能对飞行产生重大影响。
在本文中,我们将讨论飞机积霜的原因、影响以及防范措施。
飞机积霜的原因可以归结为两个主要因素:大气条件和机翼表面温度。
在湿度较高且温度低于0摄氏度的条件下,飞机的表面容易结冰。
这种情况经常发生在下雨或雪天。
此外,高湿度和低温也使得飞机表面上的水蒸气凝结成液态水,然后冻结成冰。
飞机积霜会对飞行安全产生重大影响。
首先,积霜会增加飞机的重量。
当冰层厚度增加时,它的重量也会相应增加。
这导致飞机的性能受到影响,例如加速能力和上升率变差。
冰的重量还会影响飞机的平衡,可能导致飞机更难以控制。
其次,霜冻会改变飞机的气动特性。
积霜会改变飞机表面的形状,导致气流失去平滑的流动,并增加飞行阻力。
这可能导致飞机在起飞和着陆过程中失去控制。
第三,积霜可能堵塞飞机上的传感器和控制表面。
冰可以阻塞空速管、静压管和温度探头,导致飞行员接收到错误的数据。
冰的存在还可能阻碍操纵舵和襟翼等控制表面的运动,限制飞机的操控能力。
为了确保飞行安全,航空公司和机组人员采取了许多措施来预防和处理飞机积霜问题。
首先,航空公司会在飞机起飞前进行积霜检查。
这通常包括仔细检查机翼、尾翼、前缘、气动制动器等部位是否有冰层。
如果发现冰层,就必须采取措施将其清除。
通常使用高压空气喷射或抗冰液来清除积霜。
机组人员还会注意预测天气报告,以便提前做好应对措施。
其次,飞机积霜飞行速度也受到限制。
针对特定积霜条件,飞机制造商会限制飞行速度。
这是因为在较快的速度下,冰的形成会更快,增加飞机积霜的危险性。
因此,机组人员必须遵守这些限制,以确保飞机的安全运行。
此外,现代飞机也配备了一些设备来减少飞机积霜的风险。
这些设备包括表面去冰系统和热点来加热飞机表面,以防止冰的形成。
机组人员还会借助飞机上的传感器来监测表面温度和湿度,以便及时采取预防措施。
总之,飞机积霜是一个严重的安全问题,可能对飞行造成严重影响。
飞机结冰有多危险?怎么在空中除冰呢?
飞机结冰是一种危险的现象,由于大部分飞机采用蒙皮覆盖,而当冰层过厚时会显著加重飞机,并阻碍飞机正常释放热量,从而影响飞机的性能和操纵性。
此外,当飞机经常接触结冰状态时,它可能会发生非常严重的危险事件,因此,在空中除冰至关重要。
一.要预防飞机结冰,首先要对天气状况进行监测和预报:
1.在执行航班任务前,应通过地面气象观测站和航空气象探测器收集全空域天气数据,了解全空域风速、温度及液态水含量等信息;
2.检查飞行线路上能见度和气温是否达到预定要求;
3.及时补充有关结冰、雾和雾气等天气信息;
4.在飞行途中及时调整起降航点,以避免途中结冰危险;
5.在飞行途中检查大气的湿度和温度及低空的液态水含量,如果出现结冰状态,应及时复飞其他航线或降低高度,以避免结冰发生。
二.在空中除冰:
1.避免低温、低湿度天气:最佳的在空中除冰方法是避免引起结冰的原因,尤其是低温、低湿度天气,增加室外温度,使机身尽可能保持温
暖,以降低结冰危险;
2.空气湿度控制:除冰控制装置可以控制机身内部和外部的空气湿度,从而减少表面的结冰现象;
3.运用除冰技术:运用热屏蔽和蒙皮技术以及加热装置,以降低机翼和发动机的结冰危险;
4.采用化学除冰:运用专用的除冰液,以预防飞机表面的结冰;
5.使用机载除冰装置:采用机载除冰装置,有效地控制飞机冻结的雨滴,从而减少结冰危险。
因此,除冰技术是非常重要的,可以极大地减少飞机结冰危险。
应该
加强对结冰技术的学习并采取有效措施,以确保飞行安全。
飞机积冰的名词解释飞机积冰是指飞机在飞行过程中,暴露在冰冷的大气中,使得飞机表面结冰的现象。
这种现象会给飞行安全带来严重的威胁,而对于飞行员来说,了解飞机积冰的原因和预防措施是至关重要的。
1. 飞机积冰的原因飞机积冰的原因主要来自于温度的冷却和水的存在。
当飞机在高空飞行时,周围温度会急剧下降,甚至低于零度。
此时,如果空气中有足够的水分存在,就会形成冰晶和霜的结构,并附着在飞机表面。
这种情况在降落过程中尤为严重,因为飞机下降到低空时,有更多的机会接触到饱和的空气,从而增加积冰的风险。
2. 飞机积冰的危害飞机积冰会给飞行带来以下几方面的威胁:导致飞机重量增加:当飞机表面结冰时,结冰层会增加飞机的重量,而飞机在起飞和着陆时需要保持准确的重量平衡。
如果积冰太严重,超过了飞机的能承受范围,就会严重影响飞机的性能,可能导致飞机无法顺利起飞或降落。
改变飞机的气动特性:积冰会改变飞机的气动特性。
当飞机表面结冰时,飞机的翼面、尾翼和进气口等关键部位会受到积冰的影响,导致大气动力失效,降低飞行控制的稳定性和灵活性。
影响飞机的传感器和探测器:积冰可能会附着在飞机上的传感器和探测器上,干扰这些设备的正常工作。
这些设备在飞机飞行中起着至关重要的作用,如空速计、气压计和陀螺仪等。
如果这些设备受到积冰的影响,可能导致飞行员无法获得准确的飞行数据。
3. 飞机积冰的预防和解决方法针对飞机积冰的危害,飞行员和航空公司采取了一系列的预防和解决方法:预飞检查:在起飞前,飞行员必须仔细检查飞机表面是否有任何积冰迹象。
这项预飞检查通常使用镭射或手电筒照射飞机表面,观察是否有结冰的痕迹。
如果飞机表面存在积冰,必须采取相应的清除措施。
飞机净化:航空公司通常会在行李舱中放置一种特殊的器具,可以吹空气以保持行李舱内的干燥和防止水分沉积。
此外,飞机在起飞和降落前,也会通常使用引擎反推系统清除飞机表面的积冰。
加热系统:一些高性能飞机配备了加热系统,可以在飞行过程中保持飞机表面温度在一个安全的范围内,从而防止积冰的形成。
1概述1.1飞机的防冰系统与除冰方法飞机的结冰问题严重危害飞机的安全性。
飞机表面出现冰,阻碍了空气的流动,增大了摩擦力并减小升力,尤其是机翼上的冰对飞机起飞影响很大。
积聚在飞机尾翼上的冰可扰乱飞机的平衡,迫使飞机向下倾斜,这种现象称为尾翼失速。
这时,飞机的防冰系统起到了很重要的作用。
通常,飞机上除冰的方法有两种,一种是“渗透机翼”液体除冰系统,一种是膨胀橡胶气囊,称为气体罩,气体罩沿着机翼安装。
但这两种方法都存在缺点,如液体除冰系统效率有限,气体罩增加了飞机重量和功耗。
在格林研究中心开展联合研究,采用可膨胀的石墨箔加热单元技术有效替代通常的除冰方法。
这种超薄石墨覆盖在飞机表面,并不会太多增加飞机重量,且能够快速融化冰。
这种安全的设备目前已向整个航空界推广。
1.2飞机表面结冰现象、结冰形式以及影响因素高空飞行飞机的迎风表面通常会伴随三种不同形式的结冰现象,即“水滴积冰”,“干结冰”和“升华结冰”。
在大气对流层下半部的云雾中,常常存在大量温度低于冰点而仍未冻结的液态水滴•即“过冷水滴”。
“水滴积冰”指的是飞机部件表面的平衡温度低于冰点,过冷水滴撞击并积聚冻结于部件前缘表面而发生的积冰现象。
水滴积冰严重时常常会飞机的气动外形、危害飞机的飞行安全,因此,是飞机防冰与除冰技术的主要研究对象。
“干结冰”指的是飞机在含有大量冰晶或有雨夹雪的云中飞行时.因气动力加热或飞机防冰设备工作等原因使部件迎风表面温度高于冰点,冰晶沉积融化、然后再冻结成冰的现象。
飞机干结冰现象很少遇到,一般无危险,但发动机进气道拐弯处和进气部件表面发生的干结冰现象,积聚的冰晶进人发动机后,会损坏压气机叶片或使发动机熄火,具有一定的危害性。
“升华结冰”指的是飞机由冷区飞入暖区,机体表面温度低于周围气温达到结霜温度时•空气中水汽在飞机表面凝华成冰的现象。
升华结冰. 只要飞机表面温度与周围气温平衡时,冰层便能很快地被融化消失,故不存在危险。
因此,“水滴积冰”成为本文讨论的主要内容。
解放军最惨重空难:预警机坠毁,35名专家全数牺牲2006年6月3日,中国一架俗称“平衡木”的空警200预警机在试飞中因为遭遇严重结冰而坠毁;全机5名机组人员、35名电子专家全部遇难无一生还。
这是自建军以来,解放军损失最为惨重的一次空难事故。
一、飞机为什么会结冰?结冰有什么影响?在贴近地面的大气对流层(低纬度地区高度可达18000米,中维度地区可达12000米),气温基本上按照每升高1000米6.5度的趋势下降。
因此在中高空的云层中,也因此存在大量的温度处于0度以下、但仍然是液态的过冷水滴。
这些处于不稳定状态的过冷水,一旦被飞机撞上,立刻就会附着在飞机的表面凝固起来,形成飞机结冰的现象。
图1:机翼产生升力原理而飞机之所以能飞起来,并且维持平衡、完成各种动作(比如爬升、俯冲、转弯);都是依靠气流高速流过各种气动面(比如机翼、尾翼),产生足够的升力、并且根据需要调整它们的大小,协调配合才能完成。
图2:机翼结冰而在结冰以后,机翼、平尾、垂尾这些关键部位的形状全都变了,原有的气动外形设计被大幅度破坏。
造成的结果就是它的阻力远比原来要高,产生的升力远比原来要低,机翼失速远比原来要早;而一些控制功能,比如方向舵的偏转等等,甚至会完全失效。
图3:萨博340双发螺旋桨飞机特别是对于运八来说,螺旋桨本身同样存在结冰的问题;结冰带来的增重、破坏外形,会极大的损失飞机的动力。
比如欧美在saab 340飞机的试飞测试中证明,仅仅是轻度和中度结冰,发动机效率就损失了20%。
而遭遇重度结冰以后,飞机就会遭遇这样极为不利的局面:阻力急剧上增,升力急剧下降,动力急剧下降;而飞行员试图拉大迎角获得更高升力的时候,飞机就极易陷入毁灭性的、无法改出的失控,并以螺旋形的轨迹下坠。
二:飞机怎么防止结冰带来的坠毁?要阻止飞机陷入这种灭顶之灾,需要三个方面的设计制造保障。
首先是飞机在设计过程中,一定要有非常精确的针对性设计,知道这架飞机结冰起来是什么样子,哪里结冰最快、最严重,在结冰以后会对飞机产生具体什么样的影响。
飞机场结冰解决方案冬季是飞机场运营中面临的一个严峻问题,即结冰现象。
结冰可能给航空运输带来严重的安全隐患和运行延误。
为了应对这一挑战,飞机场需要采取一系列的解决方案,确保飞机的安全起降和航班的正常运营。
一、结冰原因及危害飞机场结冰是指在低温湿度较高的气象条件下,地面或跑道上出现薄冰层的现象。
结冰主要是因为降水中含有的水分在接触地面时凝结成冰。
不及时解决结冰问题会导致以下危害:1. 减少飞机的制动效能:结冰跑道会影响飞机的制动效能,增加飞机刹车距离,从而增加了事故发生的风险。
2. 减小飞机起降性能:结冰跑道会减小飞机的起降性能,降低了飞机的爬升能力,可能导致起飞失败或降级起飞。
3. 增加航班延误:结冰导致跑道使用限制,减少了跑道数量,航班可能需要等待或延误。
二、解决方案为了应对飞机场结冰问题,飞机场可以采取以下一系列解决方案:1. 预防措施- 减少冰的形成:清除积雪和积冰是预防结冰的首要措施。
飞机场应定期进行除冰作业,清除跑道和滑行道上的积雪和冰层。
- 提高排水性能:飞机场应修复排水系统,确保排水通畅,防止积水。
- 加热设备:在特别寒冷的地区,飞机场可以使用加热设备对跑道进行加热,防止结冰。
2. 预警系统- 气象监测:建立完善的气象监测系统,及时获取气温、湿度等数据,并进行实时监测和预测,以便及时采取应对措施。
- 结冰预警:飞机场可以安装结冰预警系统,提前预警结冰情况,并及时发布相关信息给航空公司和机组人员。
3. 除冰技术- 表面除冰剂:在结冰的跑道上喷洒表面除冰剂,将冰层融化,增加跑道摩擦力,提高飞机起降安全。
- 跑道摩擦测试:飞机场应进行跑道摩擦测试,及时掌握摩擦系数,并采取相应措施。
- 雪橇除冰:使用雪橇车等设备对跑道进行机械除冰,清除冰层。
4. 飞机除冰- 飞机除冰剂:在飞机起飞前,使用专用的飞机除冰剂对飞机表面进行喷洒,防止冰雪对飞机的影响。
- 除冰协议:与航空公司建立除冰协议,确保除冰工作按照标准程序进行。
飞机场结冰全面对策随着气候变暖和极端天气事件频繁发生,飞机场结冰已成为航空安全的一大隐患。
为了应对飞机场结冰问题,制定全面对策至关重要。
本文将从几个方面探讨如何解决飞机场结冰的挑战。
1. 飞机场结冰原因分析飞机场结冰是由于降水(如雨、雪等)与地面温度低于冰点导致的。
此外,高湿度及某些工作过程也可能为结冰提供条件。
了解结冰形成的原因对于采取有效措施至关重要。
2. 机场除冰设备和化学溶剂使用飞机场需配备先进的除冰设备,如喷雾飘洒式除冰车、雪推车、喷灑式除冰车等。
这些设备能有效清除跑道及停机坪上的冰雪,并增加地面摩擦力。
同时,使用化学溶剂(如融雪剂、溶冰剂等)加速冰雪融化,提高冰面的抗滑性。
3. 跑道及停机坪设计改进为减少飞机在结冰跑道上滑行时的风险,可以采用改进的跑道设计。
例如增加排水设施、提高道面抗滑性等措施。
停机坪也需要优化设计,确保飞机在停放期间不会滑移。
4. 实时监测气象条件通过实时监测天气,特别是降温和降水情况,可以及早预测结冰的可能性并采取相应措施。
这可以用来确定何时启动除冰操作和何时关闭跑道。
5. 飞机除冰程序在起飞前,飞机外壳积聚的冰雪必须彻底除去,以确保飞机表面没有冰块附件。
飞机除冰程序应严格遵循相关指导原则,包括使用适当的除冰剂、除冰顺序和时间要求。
6. 机组培训和安全意识提高为飞行员和机场地勤人员提供全面的结冰处理培训是至关重要的。
培训内容应包括结冰识别、除冰程序和应急措施等。
同时,提高相关人员的安全意识,鼓励他们积极参与并严格执行安全措施。
7. 航空公司和机场合作航空公司和机场应加强合作,共享相关信息,及时响应天气变化和结冰情况。
双方可以制定共同的运营计划,确保飞机在结冰条件下做好准备,降低事故风险。
在面对飞机场结冰问题时,以上给出的措施是一种综合而全面的对策。
然而,结冰情况是复杂多变的,需要根据具体情况调整和改进措施。
因此,科学研究和技术创新也是解决飞机场结冰问题的重要方向。
飞行器结冰问题的解决飞行器在高空飞行时,常常会遇到结冰问题,这给飞行安全带来了极大的隐患。
结冰会增加飞行器的重量,改变其气动特性,影响飞行器的稳定性和操纵性,甚至导致飞行事故的发生。
因此,解决飞行器结冰问题是航空领域亟待解决的重要课题。
本文将就飞行器结冰问题的原因和解决方法进行探讨。
一、飞行器结冰问题的原因飞行器在高空飞行时,会遇到各种气象条件,如低温、高湿度、降水等,这些条件都有可能导致飞行器结冰。
结冰问题的主要原因包括以下几点:1. 飞行器表面温度低于冰点时,空气中的水汽会在飞行器表面凝结成冰,形成结冰层。
2. 飞行器飞行过程中遇到降水,如雨、雪、霰等,降水在飞行器表面凝结成冰,形成结冰层。
3. 飞行器经过云层时,云层中的水汽会在飞行器表面凝结成冰,形成结冰层。
4. 飞行器在高湿度环境中飞行时,空气中的水汽会在飞行器表面凝结成冰,形成结冰层。
以上是飞行器结冰问题的主要原因,了解这些原因有助于我们更好地解决飞行器结冰问题。
二、飞行器结冰问题的解决方法针对飞行器结冰问题,航空领域的科研人员和工程师们提出了许多解决方法,主要包括 passivation、加热、机械除冰、化学除冰等多种手段。
下面将分别介绍这些解决方法:1. passivation(钝化)钝化是一种 passivation 技术,通过在飞行器表面形成一层保护膜,减少结冰的可能性。
这种技术可以有效降低飞行器表面的粗糙度,减少结冰的几率,提高飞行器的飞行安全性。
2. 加热加热是一种常用的解决飞行器结冰问题的方法。
通过在飞行器表面设置加热装置,可以提高飞行器表面的温度,防止结冰的发生。
加热技术可以有效减少飞行器的结冰风险,提高飞行器的飞行安全性。
3. 机械除冰机械除冰是一种通过机械手段去除飞行器表面结冰层的方法。
常见的机械除冰设备包括除冰刀、除冰喷嘴等,可以有效去除飞行器表面的结冰层,确保飞行器的飞行安全。
4. 化学除冰化学除冰是一种通过化学方法去除飞行器表面结冰层的方法。
飞机积冰判断标准
飞机积冰的判断标准主要分为以下三类:
1.微量积冰(Trace):这种程度的积冰率稍大于升华。
除非出现的
时间很长,一般情况下微量积冰被认为是不会造成危害的。
2.轻度积冰(Light):如果这种程度的积冰出现时间超过一个小时
会给飞机带来一些问题,但如果间断地使用除冰/防冰设备就不会给飞行安全造成危害。
3.中度积冰(Moderate):即使短时间遇到这种程度的积冰也会有
潜在的危险性,遇到这种情况必须使用防冰设备,同时也可以考虑改变飞行高度或航向。
飞机积冰是飞机在云中、雨中或雾中飞行时,飞机表面某些部位聚集冰层的现象。
它对飞机的安全性能有很大影响。
按照积冰强度可分为:轻微积冰、中度积冰和严重积冰。
按积冰形成部位可分为:翼尖积冰、机翼表面积冰、尾翼积冰、前沿机身积冰、后沿机身积冰、进气道前缘积冰和后缘积冰、附着在发动机进气口前的积冰等。
飞机积冰形成的主要条件及其影响摘要:气侯要素是影响飞机安全性、平稳航行的关键要素之一。
本文关键以积冰为例,首先详细介绍了飞机积冰构成的关键标准,然后剖析了积冰对飞机航行的影响,最后得出了科学合理的处理策略,以期保证飞机的安全性、平稳运作。
关键词:积冰;飞机飞行;影响;处理对策1飞机积冰形成的主要条件飞机积冰的形成主要包含2个条件:其一为大气中可见的雾、降水等水滴引起的,其二是适宜的温度条件造成的,即0℃。
在标准大气中,海平面气温通常是15℃。
结合温度的垂直下降速率,每增加1000英尺,温度就会下降2℃。
因此,产生积冰的高度大约为8000英尺,即8000英尺的温度为0℃,若飞机进入雨天、云层区域,空气中的水滴就会与飞机机体上进行碰撞,形成冰晶,这些冰晶会附着在飞机机体表面,导致飞机积冰。
当飞机从高空航线下降的过程中,尽管环境温度升高至0℃以上,但因为飞机的长期环境在0℃以下,所以飞机机身表面的温度仍不超过0℃,这是因为若碰到降水、云层等天气导致飞机积冰。
2积冰对飞机飞行的影响2.1发动机积冰对飞机飞行的影响发动机积冰包括汽化器积冰与进气口积冰。
其中,汽化器积冰会导致发动机出现熄火问题;一般情况下,吸气式发动机汽化的时候,外面吸入的空气温度往往会降低15℃。
若空气中有足够的水分子,则极易结冰。
积冰会在转盘、文丘里管的内壁上积聚,逐渐导致管口越来越小,吸入的空气量也随之变少,这会应汽发器的稳定运行,还可能会使得动机熄火。
进气口积冰会导致进气口被阻塞,空气没有办法进入发动机,这可能造成发动机引擎熄火。
2.2操纵面积冰对飞机的影响副翼、升降舵以及方向舵均属于飞机的操纵面。
在飞机出现积冰之后,会对其重心的位置带来改变,这将使得飞机的杠杆力以及控制效率带来不利影响,从而影响飞机的横向、纵向动态稳定性以及静态稳定性。
若长期处于积冰环境中,还会使得操作系统出现故障。
此外,小型飞机基本上无任何除冰设备,假如控制面板失效,则极易引发安全事故。
飞机发动机积冰的原因与对策摘要:飞机的诞生是人类社会科技发展的里程碑,给人们的出行带来了极大的便捷,为了保证飞机的飞行安全,需要针对积冰问题采用科学合理的解决策略。
现如今,我国的飞机发动机积冰预报技术还不够成熟。
本文主要针对飞机发动机的工作原理,与现有的飞机积冰实例进行简要分析,探讨积冰形成的原因,并针对存在的问题总结合理的除冰方法。
关键词:飞机结冰;发动机对策;除冰分析通常大家所说的飞机积冰,其实就是飞行中的飞机遇到云中低温的气水而形成的水滴结冰现象。
飞机分为活塞式和喷气式,发动机结冰主要发生在喷气式飞机上,而飞机其他部位像飞机翅膀、飞机尾部、旋转桨叶、挡风玻璃和总压管等结冰容易发生在普通飞机上,因为飞机发动机结冰比飞机其他部位结冰复杂。
现实中,研究人员对这方面的研究也少,对积冰的预报十分困难,如果积冰现象严重,容易造成事故,所以,对飞机发动机积冰的原因研究以及如何防范显得尤为重要,以下就针对这一问题做进一步的探讨。
1.造成飞机发动机结冰的因素1.1云中的温度、湿度、气流以及地形的变化飞机发动机的结冰一般形成于温度低于0℃的云层中,当温度越来越低,会导致过冷水滴越来越少,所以说,在低于-20℃的云层中,飞机是不容易出现积冰的,当气温在0℃以上20℃以下时,发生积冰的概率是80%;当气温在-2℃以下-10℃以上时,发生积冰的概率是68%,这个温度段也是强积冰段。
如果湿度大,也会形成结冰,而湿度又与温度露点息息相关,温度露点越小,湿度越大,积冰一般是发生在露点值小于7℃的环境中,其中0℃~5℃最容易发生积冰。
另外,云中的气流大也容易造成积冰,因为气流大会导致水量和水滴都增大,这时候容易形成明冰,由于积冰水平方向的范围比较窄,当它处于水量大且水滴多的环境中,最容易形成积冰,还有颠簸因素也会引发结冰,研究显示,积云的发展阶段直接影响了积冰的强弱。
此外,地形对积冰的影响也不可忽视,飞机经常需要穿越山峰,而此时如果遇到地形被抬升,风力增大,导致云层大量生成的话,过冷水滴也被迫增多,这时积冰就会非常严重了。
飞机积冰产生的条件飞机积冰是航空安全中的一个重要问题,它可能会导致飞机的机动性能下降、控制困难甚至失去飞行能力,对飞行安全造成严重威胁。
那么,飞机积冰产生的条件是什么呢?空气温度是飞机积冰的重要因素之一。
当空气温度低于0摄氏度时,水分就会结冰。
在空中飞行过程中,飞机会遇到不同温度的气团,当飞机经过温度低于0摄氏度的气团时,其中的水分就有可能凝结成冰,形成飞机积冰的条件。
湿度也是影响飞机积冰的重要因素之一。
当空气中的湿度较高时,其中的水分含量也相应较高。
当飞机经过湿度较高的空气时,其中的水分会更容易凝结成冰,从而导致飞机积冰的发生。
飞机的速度和形状也会影响飞机积冰的程度。
飞机在高速飞行时,空气会迅速流过机体表面,而飞机表面的温度会因此降低。
当空气温度低于0摄氏度时,这种降温效应会加剧飞机积冰的可能性。
飞机积冰的条件还与大气中的颗粒物有关。
大气中存在着各种各样的颗粒物,如尘埃、颗粒状的水滴等。
当飞机经过含有这些颗粒物的气团时,这些颗粒物会成为冰晶的凝结核,促使水分凝结成冰,形成飞机积冰。
除了以上因素,飞机积冰还与飞机的防冰措施有关。
现代飞机通常配备了各种防冰设备,如飞机表面的加热装置、喷洒防冰液等。
这些设备可以帮助飞机防止或减轻积冰的发生。
然而,如果这些设备出现故障或操作不当,也会增加飞机积冰的风险。
飞机积冰产生的条件主要包括空气温度低于0摄氏度、湿度较高、飞机的速度和形状、大气中的颗粒物以及防冰措施等因素。
了解这些条件对于飞行员和航空公司来说非常重要,他们需要根据实际情况选择合适的防冰措施,并采取相应的飞行策略,确保飞机在恶劣天气条件下的安全运行。
飞机积冰判断标准
飞机积冰的判断标准是根据空气温度和湿度的组合以及飞机表面温度来确定的。
以下是一些常见的判断标准:
1. 饱和状态:当空气中的水汽达到饱和状态时,就容易凝结成冰。
当空气温度低于0摄氏度(冰点)并且相对湿度超过100%时,积冰的风险就增加。
2. 温度差异:如果飞机表面温度低于空气中的露点温度(空气饱和时的温度),则水汽会凝结成冰。
通常,当飞机表面温度低于0摄氏度并且空气中有足够的水汽时,冰的形成是可能的。
3. 飞行阶段和天气条件:在起降阶段和云层、降水、雾气或降低能见度的条件下,积冰的风险更高。
这是由于飞机在这些情况下容易接触到更多的水汽和冰晶。
4. 飞行高度:在高海拔和寒冷的气候条件下,积冰的风险也更高。
这是因为气温更低,相对湿度更高,空气中的水汽更容易凝结成冰。
5. 飞机设计和热防冰系统:飞机在设计时会考虑防止积冰的措施,如加热表面、气流和抗冷液体的喷射。
这些系统可以帮助飞机预防和除去积冰。
需要注意的是,飞机是否积冰还取决于复杂的气象条件和飞机制造商的建议。
因此,在实际情况下,飞行员和航空公司应该
依赖于气象信息和飞机制造商的指导来判断飞机是否处于积冰风险之中,并采取相应的防冰措施。
§6.3 飞机积冰
飞行事例1
1994年10月31日,当地时间约下午4点,西蒙斯航空公司4184航班,从印地安纳波里斯到芝加哥,飞机在有利于积冰的气象条件下等待了30分钟,突然翻滚并从大约10000英尺的高度坠下,猛冲入ROSELAWN附近的豆子地里,机上68人顷刻死去。
飞行事例2
1986年12月15日,西安管理局An-24-3413号机执行兰州—西安—成都往返航班任务。
9时03分从中川机场起飞,9时05分飞机高度2700M,入云,有轻度积冰,9时11分上升到3470M,速度300KM/H,9时15分速度减到195KM/H,9时29分机组要求返航。
飞机保持2600米高度飞回中川机场,当时结冰相当严重。
9时53分,飞机仍在云中飞行,据气象台报告,云高600M,10时05分飞机降落时,由于下滑高度不正常而复飞,飞机保持约10-20米的高度在跑道上平飞。
飞出跑道后,发现前面有一排树,左座又拉了一杆,飞机便带着25-30度的右坡度撞断了15棵树和1根电线杆之后触地。
机上旅客37人,死亡6人。
概述
一、飞机积冰的形成
二、飞机积冰的强度
三、产生飞机积冰的气象条件
四、积冰条件下的飞行
一、飞机积冰的形成(一)飞机上聚集冰层的机制(二)飞机积冰的种类
(一)飞机上聚集冰层的机制
1. 飞机积冰的原理
2. 飞机积冰的过程
3. 飞机积冰的基本条件
1.飞机积冰的原理
云中存在过冷水滴,过冷水滴是不稳定的,稍受震动,即冻结成冰。
当飞机在含有过冷水滴的云中飞行时,如果机体表面温度低于0℃,过冷水滴就会在机体表面某些部位冻结,幵聚积成冰层。
2.飞机积冰的过程
过冷水滴温度接近0℃:
冻结~蒸发~再冻结
过冷水滴较小,温度接近-20℃:直接冻结
3.飞机积冰的基本条件
气温低于0℃,•飞机表面的温度低于0℃,和有温度低于0℃的水滴存在。
(二)飞机积冰的种类
1.明冰光滑透明、结构坚实。
在0~-10℃
的过冷雨中或大水滴组成的云中形成;
2.雾凇不透明,表面粗糙。
多形成在温度
为-20℃左右的云中;
3.毛冰表面粗糙不平,冻结得比较坚固,
像白瓷,形成在温度为-5 ~-15℃的
云中;
4.霜飞机由低于0 ℃的区域进入较暖的区域时,水汽在飞机表面上凝华而成。
明冰
明冰
雾凇
飞机上的雾凇
霜
霜未饱和空气与温度低于0℃的飞机接触时,如果机身温度低于露点,水汽在机体表面直接凝华而成
注:霜是在晴空中飞行时出现的一种积冰
二、飞机积冰的强度
(一)积冰强度的划分(二)影响积冰强度的因子(二)高速飞行时的积冰特点
(一)积冰强度的划分
飞机积冰强度等级划分
弱积冰中积冰强积冰极强积冰等级
单位时间积冰
<0.60.6~1.0 1.1~2.0>2.0厚度(mm/min)
飞行过程所积
≤5.0 5.1~15.015.1~30.0>30.0冰层厚度(cm)
(二)影响飞机
积冰强度的因子1.云中过冷水含量和水滴的大小2.飞行速度
3.机体积冰部位的曲率半径
(三)高速飞行时的积冰特点
•速度越大,
积冰越弱
•容易出现
“槽型积冰”
高速飞行时的积冰特点
飞机积冰的形状
楔形平滑状积冰,往
往是明冰,一般表现
为沿气流方向的积冰。
槽形粗糙冰,它对飞
机的空气动力学特征
的损害最厉害;
无定形起伏状积冰,
多为在混合云中飞行
时造成,积冰牢固,
在长途飞行中有危险
三、产生积冰的气象条件•1.飞机积冰与云中温度、
湿度的关系
•2.飞机积冰与云状的关系
•3.飞机积冰与降水的关系
•4.容易产生飞机积冰的
(一)积冰与云中温度、湿度的关系1.飞机积冰通常形成于0℃~-20℃
范围内;强积冰多发生在-2℃~-10℃范围内;
2.积冰一般发生在云中温度露点差<7℃范围内,以0~5℃发生积冰最多;强积冰多发生在温度露点差为0~4℃范围内。
飞机积冰与云中温度的关系
飞机积冰与空速和温度的关系
(二)飞机积冰与云状的关系
1.积云和积雨云
通常是强积冰。
最强的积冰多见于将要发展成积雨云的高大浓积云的上半部和积雨云成熟阶段的上升气流区,而且常常积明冰。
飞机积冰与云状的关系
2.层云和层积云(或高积云)中的积冰
通常为弱积冰或中积冰,云上部积冰比下部强
层积云中的积冰
1982年11月11日我国西北地区出现一次层积云降雪天气.层积云云底高度为500米,温度为-5度,云顶高度为2300米,温度为-12度,云层厚度为1800米,云层均为积冰层.飞机降落穿过云层时,机翼前边已出现中度积冰.
飞机积冰与云状的关系
3.雨层云和高层云中的积冰
通常为弱积冰,积冰强度随高度减弱。
在锋线附近的雨层云中长时间飞行,也能产生强积冰
(三)飞机积冰与降水的关系
在冻雨和雨夹雪中飞行,
会形成强积冰
(四)容易产生积冰的时间和地区
季节:主要出现在冬半年
高度:5000米以下,3000米左右最大温度:-4~-10℃范围内概率最大。
地区:锋面附近或穿越锋区时积冰的概率较大
我国飞机积冰的气候区划
四、积冰条件下的飞行
(一)积冰对飞行的影响(二)积冰的预防和处置措施
(一)积冰对飞行的影响
1.破坏飞机的空气动力性能
2.降低动力装置效率,甚至产生故障
3.影响仪表和通讯,甚至使之失灵
1.破坏飞机的空气动力性能机翼和尾翼积冰,使升
力系数下降,阻力系
数增加,并可引起飞
机抖动,使操纵发生
困难。
2.降低动力装置效率,甚至产生故障螺旋浆飞机的桨叶积冰,会减少拉力,使飞机推力减小。
同时,脱落的冰块还可打坏发动机和机身。
从进气口来的空气进入汽化器,使文氏管内压力和温度降低,当燃油注入气流中来时,温度会进一步降低。
文氏管和燃油蒸发引起的双重冷却效应,改变了空气的温度和湿度,使暴露在空气中的进气口积冰。
发动机积冰
发动机积冰
积冰对飞行的影响
在空气中湿度较大的区域如雾、云或降水中,如果外部温度低于+15℃,则会在发动机进气口或汽化器上出现积冰。
这样就会使进气量减少,进气气流畸变,造成动力损失,甚至使发动机停车。
对长途飞行的喷气式飞机来说,燃油积冰是一个重要问题。
长途高空飞行,机翼油箱里燃油的温度可能降至与外界大气温度一致──约为-30℃。
油箱里的水在燃油系统里传输的过程中很可能变成冰粒,这样就会阻塞滤油器、油泵和油路控制部件,引起发动机内燃油系统的故障。
飞行事例1
1991年12月27日,在斯德哥尔摩,一架麦道-81型飞机在刚刚起飞之后不久,两台发动机因吸入了从机翼上脱落下来的冰块而停车,飞机紧急迫降,在机场外着陆,机体断为三截,所幸没有人员死亡。
(二)积冰的预防和处置措施
1.飞行前的准备工作
(1)认真研究航线天气及
可能积冰的情况
(2)确定避开或安全通过
积冰区的最佳方案
(3)检查防冰装置,清除
已有积冰、霜或积雪
飞行中的措施
(1)密切注意积冰的出现和强度(2)及时防冰和除冰
(3)脱离积冰区
(4)飞机积冰后,尽量保持平飞和安全高度
(2)防冰和除冰
必须记住的是,在飞行中,如果冻结温度很低,汽化器很少出现积冰。
当大气温度在+10到+15℃并伴有降水时,汽化器最容易出现积冰。
在这种条件下,无论发动机处于何种工作状态,汽化器都会出现严重积冰。
对汽化器积冰的问题,可以通过发动机进气口对汽化器进行加热来解决,把进入汽化器的空气温度加热到20℃,汽化器温度将保持在冰点以上。
事故举例2
1982年1月13日美国佛罗里达航空公司的一架B737飞机,因大风雪天气被困于华盛顿国家机场,数次推迟起飞,最后一次在喷洒防冻液后,又在风雪中等待了49分钟,在没有检查机身外表的冰雪是否已彻底清除的情况下就仓促起飞,结果因机翼上严重积冰,达不到足够的上升速率而下掉,撞在桥上后坠入波托马克河中,74人遇难,地面上死亡4人
五、复习与思考题
1.影响飞机积冰强度的因素有
哪些?产生飞机积冰的气象条件如何?
2.我国最易发生飞机积冰的地
区是哪里?
3.积冰对飞行有什么影响?。