一点冰就毁掉翼型,一厘米冰就毁掉升力
绝不允许结的地方防,允许结的地方除
结冰气象下所有迎风面都可能结冰:冰增加重量、破坏气动外形,机翼结冰升力下降、临界迎角减小,发动机进气道脱冰还会打坏发动机;所以关键部位持续防冰,允许结冰的部位按探测器提示除冰;地面上还要在起飞前把雪、冰、霜清干净。本页 6 个 stage 覆盖考纲「除/防冰系统」「防冰保护的必要性」「结冰探测系统」「地面除冰」四节。
01 防冰 vs 除冰
- 防冰 Anti-ice
- 对绝不允许结冰的部位设电热或热空气装置,保证任何气象条件、飞行任何时刻都不结冰
- 除冰 De-ice
- 允许某些部位在一定时间内结一定程度的冰,飞行人员按结冰探测器提示开启加热、除冰气囊等装置除冰,也包括起飞前地面除冰
- 除冰系统
- 允许飞机迎风表面结一定程度的冰,再设法把冰除去
- 防冰系统
- 持续对迎风表面加温,防止这些地方结冰
02 结冰的危害
- 总危害
- 结冰气象下无防冰措施时,所有迎风面都可能结冰;结冰增加重量、破坏气动外形,阻力增大、操纵性能下降,传感器结冰还会信号失真、指示失常
- 机翼尾翼
- 冰层主要聚在前缘,使翼型阻力增加、升力下降、临界迎角(失速迎角)减小,操纵性和稳定性恶化
- 发动机进气道
- 破坏气动外形、减小进气道面积和压气机叶片间通道,进气量减小、功率下降,脱冰被吸入可能损坏发动机,因此发动机应防冰而非除冰
- 螺旋桨
- 破坏气动外形、增加翼型阻力、降低效率,结冰不对称会引起振动,脱冰可能危及飞机和发动机,甚至击穿蒙皮、气密舱
- 风挡与探头
- 风挡结冰或起雾降低透明度,目视飞行困难、影响起降;测压口结冰使进气孔变小、动压减小、空速失真;测温探头结冰因冰蒸发使示值下降,误差可达 10% 以上,大型飞机这些信号送计算机,输入误差会使仪表显示有误
03 四种能量形式
- 分四类
- 按能量形式分为:机械除冰、液体防冰、热空气防冰、电热防冰
- 机械除冰
- 利用气动力使冰破碎,再借高速气流把冰吹掉
- 液体防冰
- 物理方法,借液体减小冰与飞机表面的附着力或降低水的冻结温度
- 热空气防冰
- 用发动机压气机引气、排气热交换器或燃烧加温器的热气,常用于机翼和尾翼大面积防冰
- 电热防冰
- 给加温元件通电产热,主要用于小部件、小面积防冰
注 · 机械除冰和液体防冰已逐步淘汰,考纲只要求了解概念与淘汰结论,不必展开。
04 各区域怎么防
- 风挡
- 通常采用电加温除/防冰,少数飞机用液体除/防冰
- 机翼
- 常采用气热加温防冰或气动除冰两种方式
- 风挡电加温
- 用嵌在玻璃夹层中的电阻丝或透明金属薄膜通电发热
- 风挡液体防冰
- 用乙醇混合液降低冰点
- 机翼气动除冰
- 用可膨胀除冰带破碎冰层、由气流吹掉
- 气热加温
- 引发动机热空气流经机(尾)翼前缘夹层通道,给前缘蒙皮加温防冰,预计有结冰条件时预先打开翼面防冰活门
- 分区方法
- 翼面和发动机主要用气热防冰,风挡、传感器、螺旋桨主要用电热防冰,机械除冰和液体防冰已逐步淘汰
- 电热部位
- 现代飞机的空速管、迎角探测器、总温探头、水管、驾驶舱风挡多采用电热防冰
05 结冰探测系统
- 两大类
- 结冰探测装置分直观式和自动式两大类
- 探冰棒
- 最简单的直观式探测器,装在机头前方、风挡玻璃框架附近等易看处,做成小尺寸翼型截面,轻微结冰就会结冰,旁边有聚光灯供夜间照明
- 探冰灯
- 专用聚光灯,一般装在机身中部机翼前方的左右两侧,便于飞行中检查机翼和发动机结冰,接通电门后灯光集中照向机翼前缘
- 自动式
- 通常分振荡式和压差式:达到结冰灵敏度时,既向驾驶员发结冰信号,又能自动接通除冰系统
- 振荡式
- 利用传感元件结冰后振荡频率变化探测,中心部件是超声波轴向振荡探头
- 压差式
- 冲压空气式:测量迎面气流全压与静压的差值
- 导电式
- 采用双翼型传感头,两传感头间有空气间隙,未结冰时不导通,结冰后冰把间隙导通,接通结冰警告灯
06 地面除冰
| 项目 | 防冰 Anti-ice | 除冰 De-ice |
|---|---|---|
| 英文 | Anti-icing | De-icing |
| 对象 | 绝不允许结冰的部位 | 允许在一定时间内结一定程度的冰的部位 |
| 方式 | 设电热或热空气装置持续加温 | 按结冰探测器提示开启加热、除冰气囊等装置除冰 |
| 时机 | 任何气象条件、飞行任何时刻 | 结冰探测器提示时;含起飞前地面除冰 |
| 例子 | 机翼前缘、风挡、传感器、发动机进气道(应防冰) | 机翼气动除冰带、地面除冰 |
- 三种方法
- 使用除冰液;利用热空气加热机体;人工手动除冰。相关内容可查运行手册和 ICAO DOC 9640《航空器地面除冰/防冰手册》
- 一步法
- 用加热的除/防冰液水溶液既除冰又防冰,防冰能力有限
- 二步法
- 先用加热溶液除冰、再用冷溶液防冰,防冰能力最大
- 地面检查
- 运行时加强地面结冰检查,注意地面除冰后防冰保持时间
- 放行要求
- 局方要求飞行前去除飞机表面冰,放行前确保机翼、操纵面和其他关键表面无霜、冰、雪;运营人须建立地面除冰防冰操作程序和外部检查程序
- 禁止起飞
- 大翼、螺旋桨、操纵面、发动机进气口及其他关键表面粘有雪、冰或霜时禁止起飞;滑行时若看到雪或雪泥溅到重要区域(如大翼前缘)禁止起飞;没有明显证据表明飞机清洁禁止起飞
- 除防冰时机
- 尽量在滑行到起飞位置前尽可能短的时间执行除/防冰
- 发动机与桨叶
- 未确认积冰沉积物清除前,禁止起动发动机或转动桨叶,防止甩出的冰粒损坏飞机或伤及地面人员
- 客舱隔离
- 除冰防冰过程中关闭所有客舱空气入口,把乘客和机组与防冰液蒸汽隔离
- 保持时间
- 防冰液保持时间受多种因素影响,只能预估
注 · 地面除冰不是「喷完就完」:除冰后还要计算防冰保持时间,并在保持时间内起飞;否则要重新除/防冰。