Givrarea aeronavei - condiții, cauze și consecințe

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Statisticile arată că procentul de decese în accidente aeriene este mult mai mic decât în cazurile cu alte moduri de transport. Givrarea avioanelor este o cauză comună a accidentelor, astfel că luptei împotriva acesteia i se acordă o atenție sporită. În cazul unui accident de tren, navă sau mașină, oamenii au șanse destul de mari de a supraviețui. Căderea navelor aeriene, cu rare excepții, duce la moartea tuturor pasagerilor.

Ce cauzează înghețarea

Următoarele părți ale corpului aeronavei sunt cel mai adesea expuse la givră:

• marginile anterioare de coadă și aripi;
• prize de aer motor;
• pale de elice pentru tipurile de motoare respective.

Formarea gheții pe aripi și pe coadă duce la creșterea rezistenței la rezistență, la o deteriorare a stabilității și controlabilității aeronavei. În cele mai rele cazuri, comenzile (elerone, flaps etc.) pot pur și simplu să înghețe până la aripă, iar controlul aeronavei va fi parțial sau complet paralizat.

Givrarea prizelor de aer perturbă uniformitatea fluxurilor de aer care intră în motoare. Consecința acestui lucru este funcționarea neuniformă a motoarelor și deteriorarea tracțiunii, defecțiunile în funcționarea unităților. Apar vibrații care pot duce la distrugerea completă a motoarelor.

La aeronavele cu elice-ventilator și turbopropulsor, gheața de pe marginile palelor elicei provoacă o reducere serioasă a vitezei de zbor din cauza scăderii eficienței elicelor. Ca urmare, este posibil ca nava să nu „ajungă” la destinație, deoarece consumul de combustibil la o viteză mai mică rămâne același sau chiar crește.

Grosaj la sol pentru aeronave

Grășarea poate fi la sol sau în zbor. În primul caz, condițiile de înghețare a aeronavei sunt următoarele:

• Pe vreme senină la temperaturi sub zero, suprafața unui avion se răcește mai mult decât atmosfera înconjurătoare. Din aceasta cauza, vaporii de apa continuti in aer se transforma in gheata - apare inghet sau inghet. Grosimea plăcii de obicei nu depășește câțiva milimetri. Poate fi îndepărtat cu ușurință chiar și cu mâna.
• La temperaturi aproape de zero și umiditate ridicată, apa suprarăcită conținută în atmosferă se depune pe corpul aeronavei sub formă de placă. În funcție de condițiile meteorologice specifice, stratul de acoperire variază de la transparent la temperaturi mai ridicate până la un strat mat asemănător înghețului la temperaturi mai scăzute.
• Îngheț pe suprafața aeronavei, ceață, ploaie sau lapoviță. Se formează nu numai ca urmare a precipitațiilor, ci și atunci când zăpada și nămolul lovesc corpul de la sol în timpul rulării.

Există și un fel de fenomen precum „gheața de combustibil”. Când kerosenul din rezervoare are o temperatură mai scăzută decât aerul din jur, apa atmosferică începe să se depună în zona în care se află rezervoarele și se formează gheață. Grosimea stratului ajunge uneori la 15 mm sau mai mult. Acest tip de givră a aeronavei este periculos, deoarece sedimentul este cel mai adesea transparent și greu de observat. În plus, sedimentele se formează doar în zona rezervorului de combustibil, în timp ce restul corpului aeronavei rămâne curat.

Gritură în aer

Un alt tip de givră a aeronavei este formarea de gheață pe carena navei în timpul zborului. Apare atunci când zboară pe ploaie rece, burniță, lapoviță sau ceață. Gheața se formează cel mai adesea pe aripi, cozi, motoare și alte părți proeminente ale corpului.

Rata de formare a unei cruste de gheață variază și depinde atât de condițiile meteorologice, cât și de designul aeronavei. Au existat cazuri de formare a plăcii cu o viteză de 25 mm pe minut. Viteza aeronavei aici joacă un rol dublu - până la un anumit prag, contribuie la creșterea givrajului aeronavei datorită faptului că pe suprafața aeronavei cade mai multă umiditate pe unitatea de timp. Dar apoi, cu o accelerare suplimentară, suprafața se încălzește din cauza frecării cu aerul, iar intensitatea formării gheții scade.

Givrarea unei aeronave în zbor are loc cel mai adesea la altitudini de până la 5.000 de metri. Prin urmare, în prealabil, se acordă o atenție deosebită studiului condițiilor meteorologice din zonă.decolare si aterizare. Înghețarea la altitudini mari este extrem de rară, dar totuși posibilă.

Dezghețare cu POL

Rolul principal în prevenirea înghețului este jucat de tratarea aeronavelor cu lichid antigivrare (AFL). Liderii în producția de agenți de degivrare sunt compania americană The Dow Chemical și canadiană Cryotech Deicing Technology. Companiile se extind și își îmbunătățesc în mod constant gama de reactivi.

Domeniile prioritare de cercetare sunt viteza degivrării și durata degivrării aeronavei. Diferite tipuri de fluid antigivrare sunt responsabile pentru aceste procese, astfel încât procesarea aeronavei se efectuează întotdeauna în două etape. În total, există patru tipuri de reactivi care sunt utilizați în procesarea unei aeronave. Fluidele de primul tip sunt responsabile pentru îndepărtarea gheții existente din corpul aeronavei. Compozițiile II, III și IV servesc la protejarea organismului de înghețare pentru un anumit timp.

Procesarea aeronavei la sol

În primul rând, aeronava este tratată cu lichid de tip I diluat cu apă fierbinte la o temperatură de 60-80 0C. Concentrația reactivului este aleasă în funcție de condițiile meteorologice. Un colorant este adesea inclus în compoziție, astfel încât personalul de întreținere să poată controla uniformitatea acoperirii aeronavei cu lichid. În plus, substanțele speciale care compun POL îmbunătățesc acoperirea produsului.

A doua etapă este procesarea următoareifluid, cel mai frecvent tip IV. Este în general identică cu compoziția de tip II, dar este produsă folosind o tehnologie mai modernă. Tipul III este cel mai frecvent utilizat pentru dezghețarea aeronavelor ale diferitelor companii aeriene locale. Lichidul de tip IV este pulverizat curat și, spre deosebire de tipul I, la o viteză mică. Scopul tratamentului este de a se asigura că aeronava este acoperită uniform cu o peliculă groasă de compus care nu permite apei să înghețe pe suprafața aeronavei.

În timpul acțiunii, filmul se „topește” treptat, reacționând cu precipitații. Producătorii efectuează cercetări menite să mărească durata stratului de protecție. De asemenea, sunt studiate posibilitățile de minimizare a impactului componentelor nocive ale fluidelor antigivrare asupra mediului. În general, AOL rămâne cel mai bun mod de a face față înghețului avioanelor în acest moment.

Sisteme antigivrare

Compozițiile cu care aeronavele sunt manipulate la sol sunt realizate special astfel încât în timpul decolării să fie „suflate” de suprafața corpului pentru a nu reduce portanța. Apoi ștafeta este preluată de senzorii de givră ai aeronavei. La momentul potrivit, dau comanda de a intra in actiune sistemelor care impiedica formarea ghetii in timpul zborului. Ele sunt împărțite în mecanice, chimice și termice (aer-termice și electro-termice).

Sisteme mecanice

Bazat pe principiul deformării artificiale a suprafeței exterioare a carenei navei, în urma căreia gheața se sparge și este aruncată în aer de fluxul de aer care se apropie. De exemplu, pe aripiPenajul aeronavei este întărit cu protectori din cauciuc cu un sistem de camere de aer în interior. După ce aeronava începe să înghețe, aer comprimat este mai întâi furnizat în camera centrală, care sparge gheața. Apoi compartimentele laterale sunt umflate și gheața este aruncată de pe suprafață.

Sisteme chimice

Acțiunea unui astfel de sistem se bazează pe utilizarea de reactivi care, în combinație cu apa, formează amestecuri cu un punct de îngheț scăzut. Suprafața secțiunii dorite a corpului aeronavei este acoperită cu un material poros special, prin care este furnizat un lichid care dizolvă gheața. Sistemele chimice au fost utilizate pe scară largă pe aeronave la mijlocul secolului al XX-lea, dar acum sunt folosite în principal ca metodă de rezervă pentru curățarea parbrizelor.

Sisteme termice

În aceste sisteme, gheața este eliminată prin încălzirea suprafeței cu aer cald și gaze de eșapament prelevate de la motoare, sau prin electricitate. În acest din urmă caz, suprafața este încălzită nu în mod constant, ci periodic. O parte de gheață este lăsată să înghețe, după care sistemul este pornit. Apa înghețată se separă de suprafață și este dusă de curentul de aer. Astfel, gheața topită nu se răspândește peste corpul aeronavei.

Cea mai modernă dezvoltare în acest domeniu este sistemul electrotermal inventat de GKN. Pe aripile aeronavei se aplică o peliculă polimerică specială cu adaos de metal lichid. Preia energie din sistemul de bord al aeronavei și menține temperatura pe suprafața aripii de la 7 la 21 0C. Acest ultim sistem este utilizat pe scară largă pe aeronavele Boeing.787.

În ciuda tuturor sistemelor de securitate „fanteziste”, glazura necesită cea mai mare atenție din partea persoanei. Neatenția mică a dus adesea la mari tragedii. Prin urmare, în ciuda dezvoltării rapide a tehnologiei, siguranța oamenilor depinde încă în mare măsură de ei înșiși.