Παγοποίηση του αεροσκάφους - συνθήκες, αιτίες και συνέπειες

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Οι στατιστικές δείχνουν ότι το ποσοστό θανάτων σε αεροπορικά δυστυχήματα είναι πολύ χαμηλότερο από ό,τι σε περιπτώσεις με άλλα μέσα μεταφοράς. Το πάγο του αεροσκάφους είναι μια κοινή αιτία ατυχημάτων, επομένως δίνεται μεγαλύτερη προσοχή στην καταπολέμησή του. Σε περίπτωση ατυχήματος τρένου, πλοίου ή αυτοκινήτου, οι άνθρωποι έχουν αρκετά υψηλές πιθανότητες επιβίωσης. Η πτώση των αεροπορικών γραμμών, με σπάνιες εξαιρέσεις, οδηγεί στο θάνατο όλων των επιβατών.

Τι προκαλεί το γλάσο

Τα ακόλουθα μέρη του σώματος του αεροσκάφους εκτίθενται συχνότερα σε γλάσο:

• ουρά και μπροστινές άκρες φτερών;
• εισαγωγές αέρα κινητήρα;
• λεπίδες έλικα για αντίστοιχους τύπους κινητήρων.

Ο σχηματισμός πάγου στα φτερά και στην ουρά οδηγεί σε αύξηση της οπισθέλκουσας, επιδείνωση της ευστάθειας και της δυνατότητας ελέγχου του αεροσκάφους. Στις χειρότερες περιπτώσεις, τα χειριστήρια (αεροπλάκες, πτερύγια κ.λπ.) μπορεί απλώς να παγώσουν στο φτερό και ο έλεγχος του αεροσκάφους θα παραλύσει μερικώς ή πλήρως.

Το πάγωμα των εισαγωγών αέρα διαταράσσει την ομοιομορφία των ροών αέρα που εισέρχονται στους κινητήρες. Συνέπεια αυτού είναι η ανομοιόμορφη λειτουργία των κινητήρων και η επιδείνωση της πρόσφυσης, αστοχίες στη λειτουργία των μονάδων. Εμφανίζονται κραδασμοί που μπορούν να οδηγήσουν σε πλήρη καταστροφή κινητήρων.

Σε αεροσκάφη με ανεμιστήρα προπέλας και στροβιλοκινητήρα, το κερασάκι στα άκρα των πτερυγίων της προπέλας προκαλεί σοβαρή μείωση της ταχύτητας πτήσης λόγω πτώσης της απόδοσης των ελίκων. Ως αποτέλεσμα, το σκάφος μπορεί να μην «φτάσει» στον προορισμό του, καθώς η κατανάλωση καυσίμου σε χαμηλότερη ταχύτητα παραμένει ίδια ή ακόμη και αυξάνεται.

Παγοποίηση εδάφους αεροσκαφών

Το πάγο μπορεί να είναι στο έδαφος ή κατά την πτήση. Στην πρώτη περίπτωση, οι συνθήκες παγοποίησης του αεροσκάφους είναι οι εξής:

• Σε καθαρό καιρό σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, η επιφάνεια ενός αεροσκάφους ψύχεται περισσότερο από τη γύρω ατμόσφαιρα. Εξαιτίας αυτού, οι υδρατμοί που περιέχονται στον αέρα μετατρέπονται σε πάγο - εμφανίζεται παγετός ή παγετός. Το πάχος της πλάκας συνήθως δεν ξεπερνά τα λίγα χιλιοστά. Μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα ακόμα και με το χέρι.
• Σε σχεδόν μηδενικές θερμοκρασίες και υψηλή υγρασία, το υπερψυγμένο νερό που περιέχεται στην ατμόσφαιρα κατακάθεται στο σώμα του αεροσκάφους με τη μορφή πλάκας. Ανάλογα με τις συγκεκριμένες καιρικές συνθήκες, η επίστρωση ποικίλλει από διαφανή σε υψηλότερες θερμοκρασίες έως ματ επίστρωση παγετού σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.
• Πάγωμα στην επιφάνεια του αεροσκάφους ομίχλη, βροχή ή χιονόνερο. Σχηματίζεται όχι μόνο ως αποτέλεσμα της βροχόπτωσης, αλλά και όταν το χιόνι και η λάσπη χτυπούν τη γάστρα από το έδαφος κατά τη διάρκεια της τροχοδρόμησης.

Υπάρχει επίσης ένα τέτοιο φαινόμενο όπως ο "πάγος καυσίμου". Όταν η κηροζίνη στις δεξαμενές έχει χαμηλότερη θερμοκρασία από τον περιβάλλοντα αέρα, το ατμοσφαιρικό νερό αρχίζει να κατακάθεται στην περιοχή όπου βρίσκονται οι δεξαμενές και σχηματίζεται πάγος. Το πάχος του στρώματος μερικές φορές φτάνει τα 15 mm ή περισσότερο. Αυτός ο τύπος παγοποίησης αεροσκάφους είναι επικίνδυνος επειδή το ίζημα είναι τις περισσότερες φορές διαφανές και δύσκολο να παρατηρηθεί. Επιπλέον, σχηματίζεται ίζημα μόνο στην περιοχή της δεξαμενής καυσίμου, ενώ το υπόλοιπο σώμα του αεροσκάφους παραμένει καθαρό.

Κερασάκι στον αέρα

Ένας άλλος τύπος παγοποίησης αεροσκάφους είναι ο σχηματισμός πάγου στο κύτος του πλοίου κατά τη διάρκεια της πτήσης. Εμφανίζεται όταν πετάτε με κρύα βροχή, ψιλόβροχο, χιονόνερο ή ομίχλη. Ο πάγος σχηματίζεται πιο συχνά σε φτερά, ουρές, κινητήρες και άλλα προεξέχοντα μέρη του σώματος.

Ο ρυθμός σχηματισμού ενός φλοιού πάγου ποικίλλει και εξαρτάται τόσο από τις καιρικές συνθήκες όσο και από τον σχεδιασμό του αεροσκάφους. Υπήρξαν περιπτώσεις σχηματισμού πλάκας με ταχύτητα 25 mm ανά λεπτό. Η ταχύτητα του αεροσκάφους εδώ παίζει διπλό ρόλο - μέχρι ένα ορισμένο όριο, συμβάλλει στην αύξηση του παγώματος του αεροσκάφους λόγω του γεγονότος ότι περισσότερη υγρασία πέφτει στην επιφάνεια του αεροσκάφους ανά μονάδα χρόνου. Στη συνέχεια, όμως, με περαιτέρω επιτάχυνση, η επιφάνεια θερμαίνεται από την τριβή με τον αέρα και η ένταση του σχηματισμού πάγου μειώνεται.

Παγοποίηση ενός αεροσκάφους κατά την πτήση συμβαίνει συχνότερα σε υψόμετρα έως 5.000 μέτρα. Επομένως, εκ των προτέρων δίνεται μέγιστη προσοχή στη μελέτη των καιρικών συνθηκών στην περιοχή.απογείωση και προσγείωση. Ο πάγος σε μεγάλα υψόμετρα είναι εξαιρετικά σπάνιος, αλλά εξακολουθεί να είναι δυνατός.

Αποπάγωμα με POL

Ο κύριος ρόλος στην πρόληψη του παγοποίησης παίζει η επεξεργασία των αεροσκαφών με αντιπαγωτικό υγρό (AFL). Οι ηγέτες στην παραγωγή αποπαγωτικών παραγόντων είναι η αμερικανική The Dow Chemical Company και η Canadian Cryotech Deicing Technology. Οι εταιρείες επεκτείνουν και βελτιώνουν συνεχώς τη σειρά των αντιδραστηρίων τους.

Τομείς προτεραιότητας έρευνας είναι η ταχύτητα αποπάγωσης και η διάρκεια της αποπάγωσης του αεροσκάφους. Διαφορετικοί τύποι αντιπαγωτικού υγρού είναι υπεύθυνοι για αυτές τις διεργασίες, επομένως η επεξεργασία του αεροσκάφους πραγματοποιείται πάντα σε δύο στάδια. Συνολικά, υπάρχουν τέσσερις τύποι αντιδραστηρίων που χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία ενός αεροσκάφους. Τα υγρά του πρώτου τύπου είναι υπεύθυνα για την απομάκρυνση του υπάρχοντος πάγου από το σώμα του αεροσκάφους. Οι συνθέσεις ΙΙ, ΙΙΙ και IV τύποι χρησιμεύουν για την προστασία του σώματος από το γλάσο για ορισμένο χρονικό διάστημα.

Επεξεργασία του αεροσκάφους στο έδαφος

Πρώτον, το αεροσκάφος υποβάλλεται σε επεξεργασία με υγρό τύπου Ι αραιωμένο με ζεστό νερό σε θερμοκρασία 60-80 0C. Η συγκέντρωση του αντιδραστηρίου επιλέγεται με βάση τις καιρικές συνθήκες. Συχνά στη σύνθεση περιλαμβάνεται μια βαφή, έτσι ώστε το προσωπικό συντήρησης να μπορεί να ελέγχει την ομοιομορφία της επικάλυψης του αεροσκάφους με υγρό. Επιπλέον, οι ειδικές ουσίες που απαρτίζουν το POL βελτιώνουν την κάλυψη του προϊόντος.

Το δεύτερο στάδιο είναι η επεξεργασία του επόμενουυγρό, συνηθέστερα τύπου IV. Είναι γενικά πανομοιότυπο με τη σύνθεση τύπου II, αλλά παράγεται με πιο σύγχρονη τεχνολογία. Ο τύπος III χρησιμοποιείται πιο συχνά για την αποπάγωση αεροσκαφών διαφόρων τοπικών αεροπορικών εταιρειών. Το υγρό τύπου IV ψεκάζεται καθαρά και, σε αντίθεση με τον τύπο Ι, με χαμηλή ταχύτητα. Ο σκοπός της επεξεργασίας είναι να διασφαλιστεί ότι το αεροσκάφος είναι ομοιόμορφα επικαλυμμένο με μια παχιά μεμβράνη ένωσης που δεν επιτρέπει στο νερό να παγώσει στην επιφάνεια του αεροσκάφους.

Κατά τη διάρκεια της δράσης, η ταινία σταδιακά «λιώνει», αντιδρώντας με την κατακρήμνιση. Οι κατασκευαστές διεξάγουν έρευνα που έχει σχεδιαστεί για να αυξήσει τη διάρκεια του προστατευτικού στρώματος. Μελετώνται επίσης οι δυνατότητες ελαχιστοποίησης των επιπτώσεων των επιβλαβών συστατικών των αντιπαγωτικών υγρών στο περιβάλλον. Σε γενικές γραμμές, το AOL παραμένει ο καλύτερος τρόπος αντιμετώπισης του παγώματος αεροσκαφών αυτή τη στιγμή.

Συστήματα κατά του πάγου

Οι συνθέσεις που χειρίζονται τα αεροσκάφη στο έδαφος είναι ειδικά φτιαγμένες έτσι ώστε κατά την απογείωση να «αποσύρονται» από την επιφάνεια του αμαξώματος για να μην μειώνεται η ανύψωση. Στη συνέχεια τη σκυτάλη αναλαμβάνουν οι αισθητήρες παγοποίησης του αεροσκάφους. Την κατάλληλη στιγμή δίνουν εντολή να έρθουν σε δράση σε συστήματα που εμποδίζουν το σχηματισμό πάγου κατά τη διάρκεια της πτήσης. Διακρίνονται σε μηχανικές, χημικές και θερμικές (αεροθερμικές και ηλεκτροθερμικές).

Μηχανικά συστήματα

Βασίζεται στην αρχή της τεχνητής παραμόρφωσης της εξωτερικής επιφάνειας του κύτους του πλοίου, με αποτέλεσμα ο πάγος να σπάει και να παρασύρεται από την επερχόμενη ροή αέρα. Για παράδειγμα, στα φτεράΤο φτέρωμα του αεροσκάφους είναι ενισχυμένο με προστατευτικά από καουτσούκ με σύστημα αεροθαλάμων στο εσωτερικό. Αφού το αεροσκάφος αρχίσει να παγώνει, πεπιεσμένος αέρας τροφοδοτείται πρώτα στον κεντρικό θάλαμο, ο οποίος σπάει τον πάγο. Στη συνέχεια τα πλαϊνά διαμερίσματα φουσκώνουν και ο πάγος πετιέται από την επιφάνεια.

Χημικά συστήματα

Η δράση ενός τέτοιου συστήματος βασίζεται στη χρήση αντιδραστηρίων που, σε συνδυασμό με νερό, σχηματίζουν μείγματα με χαμηλό σημείο πήξης. Η επιφάνεια του επιθυμητού τμήματος του αμαξώματος του αεροσκάφους καλύπτεται με ειδικό πορώδες υλικό, μέσω του οποίου τροφοδοτείται ένα υγρό που διαλύει τον πάγο. Τα χημικά συστήματα χρησιμοποιούνταν ευρέως στα αεροσκάφη στα μέσα του 20ου αιώνα, αλλά τώρα χρησιμοποιούνται κυρίως ως εφεδρική μέθοδος για τον καθαρισμό των παρμπρίζ.

Θερμικά συστήματα

Σε αυτά τα συστήματα, το πάγωμα εξαλείφεται με θέρμανση της επιφάνειας με ζεστό αέρα και καυσαέρια που λαμβάνονται από κινητήρες ή με ηλεκτρισμό. Στην τελευταία περίπτωση, η επιφάνεια θερμαίνεται όχι συνεχώς, αλλά περιοδικά. Λίγος πάγος αφήνεται να παγώσει και μετά το σύστημα ενεργοποιείται. Το παγωμένο νερό διαχωρίζεται από την επιφάνεια και παρασύρεται από το ρεύμα του αέρα. Έτσι, ο λιωμένος πάγος δεν απλώνεται στο σώμα του αεροσκάφους.

Η πιο σύγχρονη εξέλιξη σε αυτόν τον τομέα είναι το ηλεκτροθερμικό σύστημα που εφευρέθηκε από την GKN. Μια ειδική πολυμερική μεμβράνη με την προσθήκη υγρού μετάλλου εφαρμόζεται στα φτερά του αεροσκάφους. Παίρνει ενέργεια από το ενσωματωμένο σύστημα του αεροσκάφους και διατηρεί τη θερμοκρασία στην επιφάνεια των πτερυγίων από 7 έως 21 0C. Αυτό το τελευταίο σύστημα χρησιμοποιείται ευρέως σε αεροσκάφη Boeing.787.

Παρά όλα τα «φανταχτερά» συστήματα ασφαλείας, το γλάσο απαιτεί τη μέγιστη προσοχή από την πλευρά του ατόμου. Η μικρή απροσεξία συχνά οδηγούσε σε μεγάλες τραγωδίες. Επομένως, παρά την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας, η ασφάλεια των ανθρώπων εξακολουθεί να εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον εαυτό τους.