【简介:】本篇文章给大家谈谈《飞机空中积冰条件》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、飞机机身结冰是什么物态变化
2、飞机在高空飞行的时候,是如何保证机翼不结冰的
本篇文章给大家谈谈《飞机空中积冰条件》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
本文目录一览:
- 1、飞机机身结冰是什么物态变化
- 2、飞机在高空飞行的时候,是如何保证机翼不结冰的?
- 3、1. 什么叫飞机积冰?形成飞机积冰的基本条件是什么
- 4、飞机为什么特别害怕结冰,飞机结冰对飞机有什么危害?
- 5、飞机结冰原因
- 6、飞机在寒冷的天气飞行,如何防止机翼结冰?
飞机机身结冰是什么物态变化
飞机机身结冰:主要是水蒸气凝华而来的。
形成凝华的条件比较特殊,一般是要求气体的浓度要到达一定的要求,温度要低于凝固点的温度,比如低于0摄氏度的时候的水蒸气等,形成原因一般是急剧降温或者由于升华现象造成。
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升华和凝华互为逆过程
使已有碘蒸气的烧瓶降温散热,碘蒸气将直接凝华成固态碘。
在烧瓶中放少量固态的碘,并且对烧瓶微微加热(如用沸水加热,达不到熔点但能观察到升华凝华),固态的碘没有熔化成液态的碘,而是直接变成了碘蒸气。停止加热后,碘蒸气并不液化,而是直接附着在烧瓶上形成固态的碘。前者是升华现象,后者是凝华现象。
飞机在高空飞行的时候,是如何保证机翼不结冰的?
因为飞机有配套的防结冰系统和除冰系统。
一、飞机机翼结冰危害。
飞机之所以能飞起来,主要靠的是飞机机翼切割空气产生的压强,进一步产生的上升力,一旦飞机机翼结冰,首先是增加了飞机的重量,其次是改变了飞机机翼的外形,会影响飞机的飞行性能,甚至导致飞机飞行高度迅速下降。
二、飞机机翼结冰条件。
首先是温度飞机机翼在10度到-10度的时候,如果遇到空气潮湿的地方有充足的水汽的话,一般就会很快结冰,高空飞行的飞机势必要穿越云层,也就是说飞机高空飞行机翼结冰不可避免。
三、飞机机翼除冰的方法。
机械除冰:机械除冰比较简单粗暴,就是利用气动力或者离心力又或者震动来除去机翼上的冰,不过这种除冰方式有弊端,飞机的机翼气流是影响飞机飞行的重要因素,以上方法都会改变机翼形状,会影响飞机飞行。这种方法一般应用于过去的低速飞行飞机,甚至有一段时间可以打开窗子用棍子敲冰,不过随着飞机的飞行速度加快,这种方法已经淘汰了。
物理防冰:物理防冰也是一种比较简答的方法,最常见的方法就是在飞机的机翼上涂抹涂层或者添加剂,最常见使用的就是防冻液,因为防冻液的冰点很低,在与机翼上的水相遇的时候不容易结冰。常见的防冻液有乙烯乙二醇、异丙醇、乙醇等。
热防护法:热防护法是目前应用最广泛,也是最成熟的除冰方法了,主要分为电加热和气体加热两种方法,在飞机机翼的温度过低的时候,引导发动机热气流喷射机翼表面可以有效地防止机翼结冰,或者在机翼下方安装电加热部件,按照一定的时间对机翼进行加热也可以有效防止机翼结冰。
1. 什么叫飞机积冰?形成飞机积冰的基本条件是什么
简单来说就是飞机结冰,雨水或雪飞落到飞机各部,因为金属温度低,雨水结冰。雪因为机舱暖气或引擎融化为水,等温度变低后重新凝结,凝结为冰。
基本条件:水,足够低的温度。
飞机为什么特别害怕结冰,飞机结冰对飞机有什么危害?
首先,从结冰的条件来看,除了温度需要在零度以下,还需要充足的水气。大型运输机在10000米~12000米高度的平流层飞行,空气稀薄,水蒸气非常少,所以即便温度很低也看不到飞机的舷窗上结冰。
其次,飞机舷窗结冰的概率比迎风面结冰概率小得多。飞机的迎风部位包括机翼前缘、水平尾翼和垂直尾翼的前缘、动力装置、驾驶室风挡和特殊设备的外露部分。迎风面“撞”到过冷水滴(负温下未冻结的液态水滴)或冰粒的概率更高,因为无论过冷水滴还是比面粉还细的冰粒,都不会绕开前缘去“撞”后缘的。
不过,飞机飞到巡航高度之前和之后,结冰并非不可能发生。这就要说到飞机表面结冰的本质了。水气凝结成冰伴随着热量交换,结冰与其说与温度有关,不如说与热量交换有关。高空气象条件多样,可能分布着大量固态冰晶,有些比沙还细,悬浮在空中,遇到飞机时,如果飞机表面的温度比它的温度高,细小的冰晶就会融化成水,有些附着在飞机表面,有些被高速空气吹散,有些进入发动机或飞机上的特殊装置,一旦热能条件适宜,就可能结成比之前的冰粒更大的冰。
飞机穿梭云层时,也可能遇到云中散布着的大量水滴,水滴有大有小,其中不乏液态的过冷水滴。
过冷水,简单来说,就是在0℃以下,因为缺乏凝结核或处于平衡状态而保持液态的水。当飞机高速通过过冷水滴,就成为过冷水的凝结核,或大量过冷水滴发生震荡,凝结于飞机表面迅速结冰。
飞机结冰会怎样?
我们大都不知道飞机有多怕结冰,飞机结冰对飞行有什么危害。
空中气象条件复杂,雷雨大风、风切变、低温云、低能见度等都属于极端恶劣天气,容易造成飞机结冰,尤其是当飞机从更冷的高空中下降高度时,冰冷的飞机外壳如果遇到高空中的过冷水,就更容易结冰。
气象雷达能够帮助飞行员尽量避开坏天气,绕开过冷水和冰晶。否则,飞机机翼表面结冰后,粗糙的机翼表面会使机翼阻力增加40%,升力损失可能达到30%。飞机表面结冰后,纵向和横向的动、静稳定性都会受影响,飞机变得不好操纵,如果结冰过多改变飞机的质量分布,飞机的操纵性还会进一步恶化。操纵面结冰后操纵的杆力和效率都会发生变化,如果操纵面缝隙结冰还有可能出现卡死,使操纵系统失效。如果发动机进气部件结冰,会导致入口流场特性不佳,进气量减小,引起发动机喘振,如果发动机进气道桨叶结冰,严重时可能导致发动机效率降低近20%,高速旋转的叶片还有可能将冰甩出,冰脱落后进入涵道可能破坏机械结构……
总之,飞机结冰是悬在飞行安全上方的剑,它既能让我们在飞机性能允许的范围内安全飞行,又可能成为隐形杀手。
飞机制造商和航空公司做了啥?
为了防止运输飞机的空速管、发动机、机翼前缘、尾翼前缘等迎风关键部位结冰,飞机制造商的工程师们在设计研发时即展开研究,包括易结冰部位和严重冰型,冰型对气动力、飞行性能的影响等,在影响飞行安全的部位设计必要的防冰、除冰系统。
驾驶室风挡玻璃采用金属涂层电热方式防冰,这一点和空速管防冰方式一样。发动机会引流热空气防止前缘和进气道结冰。现代运输机还做不到全机防护,毕竟每多一块防护区域都会带来显著的能耗,尽管如此,还是有像波音787这样的机型,做了全机翼电防护。
热空气防冰、电热防冰、液体防冰都是适航允许范围内常见的防冰方法。除冰系统通常针对允许少量结冰,定期清除的部位,目前普遍采用的有气囊除冰和电磁机械除冰。
飞机的防除冰系统保证了在起飞、爬升、巡航、下降、落地各个阶段的飞行安全,地面停放和滑行阶段同样毫不含糊。
我国北方的冬天,每逢雨雪天气,航站楼的玻璃墙边就会有乘客驻足,看雪,也看飞行区“热烈”的工作场面。飞机不能带着冰雪起飞,跑道、滑行道的积雪要清除,地面标识、导航灯具也要清扫。
对于在机场飞行区、地面服务公司、维修企业从事除冰雪工作的员工来说,下雪从来不是一件浪漫的事,而意味着连续的紧张工作,他们的家人最后都会习惯他们与“雪”的这种联系。
如果您有过在大雪天飞行的经历,且恰好坐在窗边座位,飞机起飞前,可能见过一个通过悬臂伸向飞机的吊车,里面的工作人员手里拿着喷枪,像洗车时喷洒洗涤溶液一样喷洒飞机表面,区别是他们喷向飞机的是除冰I型液和防冰II型液。
国内比较主流的II型防冰液的防冰效果能持续15分钟~25分钟。如果定点除冰后飞机没能起飞,就需要再次除冰。上个世纪末,那架在雪中等待35分钟没有再次除冰的DC-9起飞后再也没能飞上天空……
为了缩短等待时间,工作人员想出了慢车除冰的方法——飞机不用返回定点除冰机位,在不关闭发动机的情况下就能完成除冰,这样,能为每架飞机节约3分钟~5分钟,特殊天气容易延误,每分每秒都很宝贵。只是工作人员需要特别留意发动机前后的气流危险区。
飞机结冰原因
飞机外部结冰是因为飞机在潮湿空气中飞行一定时间,而飞机内部的除冰措施(如热气防冰,气囊防冰)失效而造成的!
飞机在寒冷的天气飞行,如何防止机翼结冰?
飞行结冰会带来很多的问题甚至灾难,那么有没有什么方法可以阻止飞机结冰现象的产生呢?自从出现因为飞行结冰而导致航空事故以来,人类就开始了对飞行防冰及除冰的研究。顾名思义,防冰的意思是防止飞行结冰,即在飞行过程中不允许产生结冰现象;除冰的意思是除掉飞行过程中所结的冰,即在飞行过程中允许产生一定程度的、不会严重影响飞行安全的结冰。那么什么时候进行防冰,什么时候进行除冰呢?
防冰一般是针对一些结冰会严重影响飞行安全的部位,当飞行过程中探测到结冰环境条件时,即开启防冰系统对部件进行防冰工作,防止部件表面产生结冰现象。除冰一般是针对一些允许有少量结冰不会影响飞行安全的部位设置的,这些部位可以允许有适量的积冰,当结冰量达到除冰标准时,即开启除冰系统进行除冰工作,除掉外表面的结冰,然后再关闭除冰系统。
飞机的防冰和除冰方式常用的有机械式除冰系统和加热式防/除冰系统。机械式除冰系统是依靠机械力的作用去除表面结冰的除冰装置,包括气动带除冰与电脉冲除冰两类。气动带除冰系统是通过向膨胀管内充入压缩空气使其膨胀,从而令表面冰层破碎脱落以达到除冰的目的;电脉冲除冰系统是利用高能量的电脉冲作用在除冰部位的蒙皮上,使蒙皮产生一种振幅很小但频率很高的振动,从而达到除冰目的。
加热式防/除冰系统是目前使用最为普遍的防/除冰系统。按照加热的热源可将其分为热气防冰系统、电热防/除冰系统及采用其它热源的加热式防冰系统。热气防冰系统是目前应用最为广泛的防冰系统,热气来自于发动机的压气机引气。当开启防冰系统时,引气阀门打开,热空气通过相应管路流到需要防冰的部件内侧对部件进行加热,从而达到防冰的目的。电热防冰系统也是通过对部件进行加热来达到防/除冰目的的,只不过其热量来源是通过电能进行转化的。电热防/除冰系统不需要像热气防冰系统那样布置复杂的引气管路,也不需要考虑加热时的流道设计,因此在系统布置方面较为简单,并且易于实现加热功率的有效控制,可根据实际情况设定防/除冰工作模式。此外有些航空发动机的部件由于尺寸较小,也有采用热滑油来为其防冰提供防冰热量的,通常此类系统会将发动机的高温回油引入需防冰的部件内流道,在防冰的同时也降低了滑油的温度,可谓一举两得。
关于《飞机空中积冰条件》的介绍到此就结束了。