【简介:】本篇文章给大家谈谈《结冰影响飞机起飞吗》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、飞机机翼结冰有多可怕
2、飞机毛冰的危害
3、飞机结冰可能造成的危害
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本篇文章给大家谈谈《结冰影响飞机起飞吗》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
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飞机机翼结冰有多可怕
飞机机翼结冰是相当危险的。
飞机机翼结冰之后,一是增加了飞机的重量,二是改变了机翼的形状,既增加了飞行的阻力,有减小了飞机的升力,严重时可能使飞机急速下降;如果结冰不能尽快融化,将可能导致飞机坠毁。这种飞行事故不止发生一次了。
为了防止机翼结冰,飞机上通常都有防冰加温装置。飞行员一旦发现飞机快要结冰,或是开始结冰,就要立即接通加温装置,以尽快使其融化,从而保证飞行安全。
飞机毛冰的危害
① 对飞机空气动力性能影响最大的是粘附在这些升力表面上的粘附物造成表面凹凸不平;
② 升力表面上的粘附物将导致气流分离,从而使性能严重恶化,造成升力下降、阻力增加并且改变了飞行特性。3毫米的积冰层能够造成升力减少约33%,失速速度增加约35%;
③ 发动机:减小推力,打伤发动机;
④ 操作面:操作面卡阻,影响飞行操纵;
⑤ 起落架:损坏起落架;
⑥ 探测、传感装置:错误信息、仪表失真等等。
飞机结冰可能造成的危害
飞机结冰可能造成的危害就是体重过大或者是雾气过重都是飞机起步降落都很危险。
结冰对飞机的影响
飞机结冰是非常严重的事故征候。1.舵面结冰会导致飞机失去控制,所以飞机在冬天有雨雪或结冰情况时,地面人员需要做除防冰工作,具体就是气体和除冰剂的喷洒,和防冻剂涂刷,都有一个有效期,所以要计算飞机出港时间,(在包头机场发生的事故中,防冻剂严重失去了有效时间,需要重新做,但是有人却违规的放行,导致飞机在滑跑中升降舵结冰没有达到安全高度而失速坠毁)2.空速管、静压管、发动机进气道等部位结冰会导致飞机失去动压速度的显示,和发动机喘震等失效故障。还有机翼前缘、风挡等部位结冰都会导致操控失效或影响飞机飞行等故障。所以飞机设计上会将发动机内涵道的高温气体一部分引气到这些部位,也有机械除冰像机翼前缘。总之,当飞机飞到安全高度,性能正常,升力稳定后,是不会结冰的。很多因为结冰的航空事故都是由于地面的工作问题。所以在飞机起飞前的除防冰工作是至关重要的。
飞机积冰的积冰对飞行安全的影响
当飞机出现积冰时对飞行会有什么影响,这是应该考虑到的很重要的问题。总的来说,当飞机空气动力表面出现积冰时,对空气动力的影响是很大的。风洞试验表明,当机翼前缘有半英寸厚的积冰时,会减少50%的升力和增加60%的阻力。
积冰的速度是非常快的,有时在严重积冰的情况下,5分钟内的积冰厚度可达2-3英寸。最严重的积冰情况一般发生在云外飞行时、在结冰温度下遇到降雨的时候。 飞机外部结冰,特别是机翼表面结冰严重影响飞行安全。即使冰或雪或霜造成轻微污染也能损害翼面,相当于中粒砂纸的冰粗糙度可导致操纵品质降低到危险程度和失速范围。根据风洞试验数据,直径1~2毫米、食盐大小的细小霜粒或冰粒,按每平方厘米一个的密度稀疏分布在机翼上表面,造成机翼上表面粗糙,会使最大升力系数在地面效应和自由空气两种条件下分别损失22%和33%。其造成的升力损失之大,足以使具有高性能的超临界翼型机翼的飞机无法起飞。
波音公司的试验表明,砂纸般粗糙度的机翼表面使板条机翼的最大升力降低32%,而且在振杆器发出失速报警前失速。平直机翼螺旋桨飞机和有前缘增升装置的后掠翼喷气机都受薄冰的不利影响。试验表明,翼面升力对翼弦最初20%的平滑绕流很敏感,哪怕很薄的一层冰也会妨害附面层,造成阻力增加并导致早期气流分离。(如下图正常翼面气流图与结冰时的气流分离图):
当尾翼前缘出现积冰时,有可能导致尾翼失速。积冰引起的尾翼失速一般发生在五边进近阶段,这是因为五边进近时襟翼全部伸出,作用在平尾上的气动力载荷达到最大。由于前缘积冰对气流的干扰引起平尾失速,平尾上负升力突然消失,机头急剧下俯。
从这种失速中改出的操作程序与机翼失速的情况不同,机翼失速时是应用全动力和向前推杆的方法来改出,但在只是尾翼失速而机翼不失速的情况下用这种方法则会带来问题。从尾翼失速中改出的正确方法是将动力减小到慢车状态,同时向后拉杆。
1989年联合捷运公司的一架喷气流飞机在华盛顿的帕斯科发生的撞地事故是尾翼失速的一个例子。事故发生时的飞行情况是飞机在夜间进行ILS进近,云底高度是离地1000英尺,低于目视飞行条件,飞机表面温度是32F,露点温度是30F。
NTSB的调查报告认为,在下降过程中,飞机在积冰条件下飞行了9.5分钟。进近是不稳定的,导致五边进近时速度大于正常空速,最后导致撞地,2名飞行员和4名乘客死亡。NTSB说,水平安定面的失速和失去控制是这次事故的可能原因;由于积冰造成飞机性能下降被认为是一个影响因素。
无论什么时候,当发现飞机有积冰时要注意着陆时的襟翼情况,特别是在预计到平尾有积冰时,更应该特别注意着陆襟翼问题。 飞机发动机结冰 管道积冰的部位包括空速管、喷气飞机的N1压力传感器、雷达天线和燃油系统通气管,管道积冰会给飞行带来其他问题。
(1)空速管积冰空速管积冰是个很严重的问题。有的飞行员对此不太注意。仪表中最重要的是空速指示,它的读数是根据空气的动压和静压给出的。当空速管因积冰受堵,该仪表将变成一个“高度计”,如空速增加,高度指示会随之增加,这就会给飞行员以错误的指示。
1974年在美国纽约Thiels附近发生的波音727坠毁事故就与空速管积冰有关。飞机在爬升时遇到积冰条件,机组没有打开空速管除冰设备,得到了错误的仪表读数。当飞机爬升到22000英尺时出现失速,最后落地坠毁。
(2)N1压力传感器积冰N1压力传感器积冰会造成传感器堵塞,引起错误的大功率指示,导致机组在起飞时使用比实际需要小的推力。
1982年在华盛顿国家机场,一架波音737因N1压力传感器堵塞及没有使用空速管除冰设备,导致机组用过小的推力起飞,最后飞机掉到了Potomac河里。
(3)天线积冰可能引起天线折断,严重干扰雷达通信。
(4)燃油系统通气管堵塞,会影响燃油的流动,导致发动机功率的下降。 最常见的诱导积冰是汽化器冰(Carburetorice),汽化器冰通常是在潮湿空气环境下,当功率设定较低或功率迅速减小时形成。应当注意的是当温度在积冰点以上时也会出现汽化器冰。
对付汽化器冰的困难在于飞行员发现不到它。当遇到汽化器冰时,飞机的最直接的反应是:①对定距螺旋桨飞机来说转速下降;②对恒速螺旋桨飞机来说进气压力下降。随着积冰的增加,汽化器喉部将被堵塞,发动机将运转不平稳。
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;
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。
关于《结冰影响飞机起飞吗》的介绍到此就结束了。