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通航大講堂

危險天氣現象之飛機積冰

發布時間:2021-09-27文字:[小] [中] [大]打印本頁

飛機積冰是指機身表面某些部位聚集冰層的現象。它是由于云中過冷水滴或降水中的過冷雨滴碰到機體后凍結而形成的,也可由水汽直接在機體表面凝華而成。在寒冷的季節,露天停放的飛機有時也會形成積冰。

飛機積冰多發生在飛機外突出的迎風部位。任何部位的積冰都會使飛機的空氣動力性能變壞,使飛機升力減小,阻力增大,影響飛機的穩定性和操縱性。飛機在起飛著陸階段,或者在中、低空穿越濃密云層過程中,都可能產生積冰。所以,了解產生積冰的氣象條件、積冰對飛行的影響,以及飛行中如何防止或減輕積冰,對保證通用航空飛行安全是非常重要的。

一、飛機積冰的形成

(一)積冰的原理

大氣中經常存在溫度在0℃以下仍未凍結的過冷水滴,多出現在0℃~-20℃的云和降水中,過冷水滴非常不穩定,稍受震蕩就會凍結成冰。當飛機在含有過冷水滴的云中飛行時,如果機體表面溫度低于0℃,過冷水滴就會在機體表面凍結聚積成冰層。

(二)積冰的過程

當溫度接近0℃時,過冷水滴會在機體表面形成凍結、融化、再凍結的現象;當過冷水滴較小,溫度接近-20℃時,會直接凍結。

(三)基本條件

機身產生積冰的條件是:氣溫低于0℃,飛機表面的溫度低于0℃和有溫度低于0℃的水滴存在。

二、積冰的種類

對通用航空從業者來說,了解飛機積冰的不同類型是非常重要的,因為不同的積冰類型對飛行的危害程度不一樣。根據它們的結構、形狀以及對飛行影響程度不同,可以分為明冰、霧凇、毛冰和霜四種。

(一)明冰

明冰是光滑透明、結構堅實的積冰。明冰通常在溫度為0℃~-10℃的過冷雨中或由大水滴組成的云中形成,特點透明、冰層較厚。明冰對飛行危害較大,它結構堅實且透明,不易被發現和清除,容易在積冰部位形成突出的角,影響飛機的氣動性能。

(二)霧凇

霧凇是由許多粒狀冰晶組成且不透明,表面比較粗糙,多形成在溫度為-20℃左右的云中。與明冰相比,霧凇是比較脆的,很容易除掉,對飛行危害不大。

(三)毛冰

毛冰的特點是表面粗糙不平,凍結的比較堅固,色澤像白瓷,多形成在溫度為-5℃~-15℃的云中。由于毛冰的表面粗糙不平,會破壞飛機的流線型,同時又凍結的比較牢固,所以對飛行的危害也比較大。

(四)霜

霜是在晴空中飛行時出現的一種積冰,它是飛機從寒冷的高空迅速下降到溫暖潮濕但無云的氣層時形成的,或從較冷的機場起飛,穿過明顯的逆溫層時形成的。霜如果在飛機風擋前形成會影響飛行員的視線,冬季停靠在外面的飛機一般也可能結霜,需清除以后才能起飛。

 三、積冰強度

積冰強度通常是指單位時間內機體表面所形成冰層的厚度,分為輕、中、嚴重積冰三個等級。

(一)輕度積冰

如果在這種環境下長時間飛行的話(超過1小時),可能會影響安全。如果間斷使用除冰、防冰設備除冰,防止冰的積聚,則不會影響飛行安全。

(二)中度積冰

積聚效率很快,甚至短時間內就會構成危險,因此需要使用除冰、防冰設備或改航。

(三)嚴重積冰

積聚效率非常快,除冰、防冰設備也不能減少或控制危險,必須立即改航,這種情況需要向空管報告。

四、積冰條件下的飛行

(一)積冰對飛行的影響

飛行中,比較容易出現積冰現象的部位主要有:機翼、尾翼、風擋、發動機、槳葉、空速管、天線等,無論什么部位積冰都會影響飛機性能,其影響主要可分為以下三個方面。

1.破壞飛機的空氣動力性能

飛機積冰增加了飛機的重量,改變了飛機的重心和氣動外形,從而破壞了原有的氣動性能,影響飛機的穩定性。

2.降低動力裝置效率,甚至產生故障

螺旋槳飛機的槳葉積冰,會減少拉力,使飛機推力減小,同時,脫落的冰塊還可打壞發動機和機身。飛機發動機一旦積冰,會造成動力損失,甚至發動機停車,影響非常大。

3.影響儀表和通信,甚至使之失靈

飛機空氣壓力受感部位積冰,可影響空速表、高度表等的正常工作,若進氣口被冰堵塞,可使這些儀表失效。天線積冰,影響無線電接收和發射,甚至中斷通訊。另外風擋積冰可以影響目視,特別在進場著陸時,對飛行安全威脅很大。

(二)積冰的預防和處置措施

飛機積冰對飛行有很大影響,它不僅妨礙飛行任務的完成,有時甚至可能危及飛行安全。因此,預防和正確處置積冰是極其重要的。

1.飛行前準備工作

1)飛行前認真研究作業區域及其航線上的天氣和積冰情況,做好防積冰準備是安全飛行的重要措施。

2)結合飛機性能、結構和計劃的飛行高度、飛行速度等因素,判斷飛行區域積冰的可能性和積冰強度,同時,確定避開積冰區的最佳方案。

3)檢查防冰裝置,清除機體已有積冰。

2.飛行中的措施

1)密切注意積冰的出現和強度。

2)防冰和除冰。采取合適的除冰手段對已出現積冰的部位進行清除。

3)如果積冰強度不大,預計在積冰區飛行時間又短,對飛行影響不大,可繼續飛行;如果積冰嚴重,防冰裝置不能有效的清除,應迅速采取措施脫離積冰區。

4)飛機積冰后,應避免做劇烈的動作,盡量保持平飛,保持安全高度,操作柔和。

3.做好地面停放飛機的除冰工作

飛機在地面停放或滑行時積冰,稱為地面積冰,主要有以下三類:

1)霜和晶狀冰。這類積冰密度不大,附著力不強,容易除掉。

2)過冷雨或毛毛雨在機體表面凍結而形成的雨凇或霧凇。這類積冰附著力牢固,不易清除。

3)機體表面的露水、濕雪等因氣溫下降而凍結的冰層。由濕雪凍結而成的冰層對飛行影響很大,飛行前必須清除干凈。

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