飛機(jī)積冰對(duì)飛行安全的影響研究

杜麗娟

【摘 要】飛機(jī)積冰會(huì)破壞飛機(jī)光滑的表面結(jié)構(gòu)，使得飛機(jī)產(chǎn)生的升力減小，阻力增大，還有可能使儀表失效，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，影響飛行安全。本文主要研究飛機(jī)積冰出現(xiàn)的原因并分析飛機(jī)不同部位積冰對(duì)飛行安全的影響。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)積冰；積冰位置；飛機(jī)安全

0 引言

飛機(jī)積冰是影響飛行安全的一個(gè)重大因素，它影響航班的正常起落，迫使飛機(jī)改變?cè)ǖ娘w行路線，甚至可能演變?yōu)榭膳碌目针y。本文對(duì)飛機(jī)積冰產(chǎn)生的原因，及不同位置積冰對(duì)于飛機(jī)性能造成的影響進(jìn)行說(shuō)明。

1 積冰原因

飛機(jī)發(fā)生積冰的條件有兩個(gè)，一個(gè)是大氣中可見(jiàn)的水滴（如云層，降雨，霧等），另一個(gè)就是適宜積冰的溫度，也就是0℃。在標(biāo)準(zhǔn)大氣的環(huán)境下，海平面的溫度在15℃，根據(jù)氣溫垂直遞減率，每上升1000英尺，溫度會(huì)降低2℃，所以在遐想條件下，可能產(chǎn)生積冰的高度在8000英尺左右，即8000英尺的溫度在0℃，一旦飛機(jī)進(jìn)入云層和雨區(qū)時(shí)，空氣中的水滴碰撞在飛機(jī)機(jī)體上，產(chǎn)生了冰結(jié)晶，依附在飛機(jī)機(jī)體的表面，使得飛機(jī)積冰。

但是也有特殊的情況，比如飛機(jī)從高度高的航線下降時(shí)，環(huán)境溫度雖然上升到了0℃以上，但是飛機(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間處于0℃一下的環(huán)境，飛機(jī)機(jī)身表面的溫度還是處于0℃一下的，這是如果遇見(jiàn)了云層，降雨等，也是會(huì)發(fā)生積冰現(xiàn)象的；還有一種特殊的天氣現(xiàn)象稱為過(guò)冷云滴，過(guò)冷云滴即是在0℃一下，水仍舊以液態(tài)的形式存在。

2 不同部位積冰對(duì)飛行安全的影響

不同位置的積冰對(duì)于飛機(jī)的影響是不同的。本章將從升力面積冰，發(fā)動(dòng)機(jī)積冰，皮托管靜壓孔積冰，天線積冰，風(fēng)擋積冰，操作面積冰起落架積冰，燃油積冰這八個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析，逐一分析不同位置積冰對(duì)于飛機(jī)性能不同的影響。

2.1 升力面積冰

飛機(jī)的升力面積冰會(huì)影響飛機(jī)正常飛行所需要的升力，也可能使飛機(jī)發(fā)生失速，一種是機(jī)翼失速，一種是尾翼失速。

機(jī)翼表面結(jié)冰會(huì)嚴(yán)重影響到飛機(jī)的正常飛行。一旦機(jī)翼外形被積冰所破壞了，所產(chǎn)生的升力也就比原來(lái)小了。在起飛過(guò)程中，飛機(jī)無(wú)法在地面效應(yīng)中得到足夠的升力，飛機(jī)便會(huì)再一次砸向地面。在相同的迎角下，升力減小，阻力增大，為了維持住高度，飛機(jī)需要更大的動(dòng)力，在加大推理的情況下，燃油消耗也會(huì)增大。

還有一種升力面積冰的影響是尾翼失速。進(jìn)近階段，飛機(jī)的襟翼是全部伸出的，這個(gè)時(shí)候作用在水平安定面上的氣動(dòng)力載荷是最大的。由于堆積在水平安定面上的積冰左右兩側(cè)往往是不對(duì)稱的，飛機(jī)受力不均，會(huì)往一側(cè)偏轉(zhuǎn)，加之水平安定面上的積冰會(huì)使飛機(jī)俯仰靜安定性變差，會(huì)使升降舵效率和俯仰操作性能變差。尾翼上的積冰飛行員是無(wú)法觀察到的，發(fā)生失速一般情況下都會(huì)考慮機(jī)翼失速，尾翼失速與機(jī)翼失速的改出方法又有所不同，如果在這種情況下發(fā)生誤操作，飛機(jī)會(huì)以更加筆直的角度撞向地面，發(fā)生慘劇。

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)積冰

發(fā)動(dòng)機(jī)積冰主要分為兩種，一種是汽化器結(jié)冰，是通過(guò)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的汽化器使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生熄火等情況；另一種則是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口發(fā)生積冰。

普通的吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)在汽化過(guò)程時(shí)，可能會(huì)使外部吸入的空氣溫度下降15℃，如果空氣中的水分子充足，積冰就有可能產(chǎn)生。積冰會(huì)集聚在轉(zhuǎn)盤和文丘里管內(nèi)壁上，漸漸的使管口變小，吸入的空氣量越來(lái)越少，使汽化器正常工作受到影響，甚至可能發(fā)生熄火。另一種發(fā)動(dòng)機(jī)積冰是發(fā)動(dòng)起進(jìn)氣口積冰，他可能發(fā)生在汽化器發(fā)動(dòng)機(jī)上也可能發(fā)生在噴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口堵住，是空氣無(wú)法進(jìn)如發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致引擎熄火。

2.3 皮托管靜壓孔積冰

皮托管靜壓孔，與其直接掛鉤的是飛機(jī)的空速表，高度表以及垂直升降率表。此處以空速表為例，空速表是測(cè)量飛機(jī)飛行速度的儀表。一旦積冰堵塞了飛機(jī)的皮托管與靜壓孔，空速表就會(huì)收到影響。僅僅只是皮托管堵塞時(shí)，空速表數(shù)值隨飛機(jī)高度的增大而增加，隨飛機(jī)高度減少而減小。如果皮托管和靜壓孔一起堵塞，空速表將停止不動(dòng)，失去功效。

2.4 天線積冰

飛機(jī)上的導(dǎo)航設(shè)備，無(wú)線電設(shè)備都是需要通過(guò)天線來(lái)實(shí)現(xiàn)工作的，有的天線即使發(fā)射器也是接收器，他對(duì)于這些設(shè)備的運(yùn)作可謂是起決定性作用的。天線積冰可能會(huì)引起天線的折斷，嚴(yán)重干擾雷達(dá)通訊。

2.5 風(fēng)擋積冰

飛機(jī)的擋風(fēng)玻璃也可能發(fā)生積冰，一旦受擋面積嚴(yán)重，飛行員就喪失了目視飛行的能力，對(duì)于飛行安全是很不利的。特別是起飛與降落更成了完全不可能完成的任務(wù)。即使有儀表著陸系統(tǒng)的幫助，但是在下降到一定的高度后還是要轉(zhuǎn)為目視飛行的。

2.6 操縱面積冰

飛機(jī)的操縱面主要為副翼，方向舵和升降舵。飛機(jī)結(jié)冰后，飛機(jī)縱向，橫向的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和靜態(tài)穩(wěn)定性都會(huì)受到影響，具體取決于飛機(jī)積冰的狀況或是飛機(jī)機(jī)翼積冰后的外形改變。飛機(jī)積冰還會(huì)改變重心的位置，這些都會(huì)改變飛機(jī)的桿力與操縱效率。如果在長(zhǎng)時(shí)間處于積冰環(huán)境中，有可能直接導(dǎo)致操作系統(tǒng)完全失效。況且小飛機(jī)基本沒(méi)有什么除冰設(shè)備，一旦操縱面失效，情況會(huì)十分危險(xiǎn)。

2.7 起落架積冰

飛機(jī)起落架上的積冰可能會(huì)在起落架收起時(shí)破壞起落架艙的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，也可能破環(huán)起落架本身，起落架外部結(jié)構(gòu)的積冰可能會(huì)使起落架無(wú)法正常放下或是收起。

2.8 燃油積冰

飛行所需的燃油一般情況下很難結(jié)冰，但再很多情況下油箱里的燃油內(nèi)會(huì)混有水，這些水可能會(huì)在低溫環(huán)境下結(jié)冰，小冰塊可能會(huì)堵塞燃油口，導(dǎo)致燃油無(wú)法正常傳送。在飛行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)這種情況，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)熄火，極大的威脅飛行安全。

3 總結(jié)

對(duì)于飛行員來(lái)說(shuō)，在執(zhí)行飛行任務(wù)之前，仔細(xì)研究飛行路線，了解天氣狀況，可以有效地避免飛機(jī)進(jìn)入積冰區(qū)域。在處于積冰環(huán)境時(shí)，及時(shí)與空中管制聯(lián)系，獲取更多關(guān)于天氣的信息。正確的使用防冰除冰設(shè)備。與機(jī)組成員相互配合，對(duì)可能遇到的因積冰帶來(lái)的影響做好準(zhǔn)備。這些舉措都將會(huì)大大的提高飛機(jī)的飛行安全。飛行安全不光靠著硬件技術(shù)的發(fā)展，更多的是在于人對(duì)于與飛行安全問(wèn)題的重視。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]張宇飛.淺析飛機(jī)積冰與航空安全[J].科技風(fēng)，2013（7）：194-197.

[責(zé)任編輯：田吉捷]