航空飛行器的結冰成因及防冰措施研究

張建軍

摘?要：航空飛行器結冰問題對航空飛行的安全性與高效性的不良影響較多，引發的后果較為嚴重，對航空飛行器結冰問題進行全面預防以及有效除冰是至關重要的，以此防止結冰問題引發事故，保障航空飛行的安全。通過保障航空飛行器各裝置優良狀態、利用飛行器防冰系統、掌握航空天氣變化、合理規劃航空飛行線路、利用多種加熱策略除冰等策略，來預防和解決結冰問題。本文對航空飛行器的結冰與防冰進行探究。

關鍵詞：航空飛行器;結冰;防冰

航空飛行器在低溫、潮濕的環境當中運行，容易出現結冰現象。航空飛行器結冰會為航空飛行帶來多樣化的不良影響，導致航空飛行裝置的各項功能無法正常的運行，飛行員的操作視野會被遮擋，綜合作用下使航空飛行的安全度降低，極有可能引發飛行安全事故，造成的后果不堪設想。因而，針對航空飛行器結冰問題，有必要采取有效的防冰措施進行預防和改善。

1 航空飛行器結冰的形成原理

如何有效的改善與解決飛行器結冰問題，需先對航空飛行器結冰形成的原理進行掌握，以此更有針對性的對結冰問題進行預防和處理。航空飛行器結冰的形成主要與飛行環境當中的“溫度”與“濕度”兩個要素有關，航空飛行器外表面與外界空氣接觸，當溫度與濕度達到一定程度時就會產生結冰狀態。首先，航空飛行器高空飛行期間，在低溫、高濕度狀態下易結冰，這種狀態下液態的水因低溫就會凝結成固態冰，高空大氣中的液態水附著于飛行器表面，遇冷結冰。另外，在高空云層中存有大量的過冷水滴，其狀態穩定性差，飛行器在云層中穿梭會產生振動，當飛行器表面的溫度在零度以下，過冷水滴接觸飛行器結構表面后就會凝結成冰。總結來說，飛行器的結冰與所穿越云團的溫度、濕度、云團狀態、降水、時令等狀況息息相關。飛行器結冰狀態根據程度可以分為弱積冰、中積冰、強積冰，強積冰通常發生于大氣環境溫度在-2℃--10℃范圍內、飛行器穿梭過積雨云與濃積云等情況下，而當飛機穿梭于云層或層積云時，弱積冰與中積冰較為常發。

2 航空飛行器結冰形成的不良影響

2.1 對航空飛行操作功能實現的不良影響

航空飛行器的旋翼或尾槳結冰，會對航空飛行器操作功能運行產生嚴重的不良影響作用。旋翼與尾槳是航空飛行器飛行動力供應裝置，當這兩結構出現結冰現象時，會導致動力傳輸遇到較大的阻力，飛行操作的各項功能運行無法保持正常、良好的狀態，飛行功能操作難度增加，起飛的順暢性降低，在空中飛行期間有可能因操作無法實施而導致飛行器不受控而墜機。

2.2 對航空飛行器發動機的不良影響

航空飛行器發動機結構也是常易結冰的部位，航空飛行器飛行期間，發動機的進氣口會持續吸收外界的氣體。當外界高空環境的濕度較大、溫度較低的情況下，發動機進氣口吸入的空氣含水量多，在低溫狀態下容易結冰。當發動機進氣口結冰后，進氣口的氣體流通通道就會縮小，進氣量不足會導致發動機運行產生的動力降低，嚴重的情況下會導致發動機停止運行。另外，發動機進氣口有強大的吸力，若旋翼的薄冰因升力作用碎裂被發動機吸入，會導致發動機風扇、葉片等結構損壞。而當外界溫度較弱時，發動機油箱溫度會逐漸降低，容易出現燃油結冰，燃油中的水會轉變成冰粒，對燃油傳輸產生阻礙作用。

2.3 對飛行器其他功能的不良影響

航空飛行器的儀表、通訊和視線功能是影響飛行質量與安全的重要內容，飛行器中的空速管、天線能夠與外界環境進行接觸，也是容易結冰的結構。當這些裝置結冰后，飛行器空速監測儀表數據會出現較大誤差，飛行員對飛行狀態無法準確判斷，天線結冰通訊信號無法傳輸，風擋結冰飛行員的視線受阻，飛行操作容易出現問題。

3 航空飛行器結冰問題的預防與除冰策略分析

3.1 嚴格保證航空飛行器各裝置系統運行質量

在航空飛行器在起飛之前，需要嚴格做好各項裝置系統的檢查工作，對各個裝置和系統狀態進行明確，尤其是檢查結構是否結冰，若存在結冰要進行徹底除冰。在除冰結束后需要對飛行器易結冰的裝置進行重點檢查，檢查裝置是否因結冰而出現異常狀態，保證航空飛行器裝置系統保持良好的狀態，在飛行中能夠穩定、高效的運行。另外，在裝置系統檢查期間，對防冰系統運行狀態進行檢查，按壓紅色警告燈和結冰紅色警告燈，觀察警告燈狀態，判斷防冰系統是否存在故障，若存在及時排查故障情況，保持系統正常運行，在飛行期間能夠對結冰問題進行及時、準確的感應和處理。

3.2 全面掌握航空天氣，合理規劃航空飛行路線

在航空飛行之前要對航空飛行階段的天氣情況進行全面的掌握，并根據天氣實際情況合理規劃航空飛行路線，對結冰區進行有效避讓，遠離結冰區飛行是預防結冰的有效策略。在航空飛行期間利用防冰系統對飛行結冰情況進行檢測，若是出現弱積冰現象，對飛行狀態影響力較小，短途航空飛行可繼續按設定好的航空飛行方案進行。若飛行時間較長或出現強結冰現象，需要迅速脫離結冰區，降低飛行高度，根據結冰實際情況合理控制飛行高度。大氣環境中高度與溫度是呈反比變化的，低空溫度較高，可選擇低空飛行使結冰融化。

3.3 航空飛行常用的除冰策略

航空飛行器除冰主要是通過多種加熱方式來實現，包括電加溫、熱空氣加溫以及電和熱空氣混合加溫等。首先，電加熱方式通過埋設在易結冰裝置出的電熱絲產生熱量使結冰融化。其次，熱空氣加溫是利用發動機進氣通道的加溫裝置散發熱量實現結冰融化。最后，電和熱空氣混合加溫主要應用于防塵裝置中。

4 結語

航空飛行器結冰問題會對航空飛行操作功能運行、發動機運行以及儀表、通訊、視線等功能的運行產生嚴重的不良影響，致使航空飛行器在飛行期間無法保持良好的狀態運行。各項功能因結冰出現問題后，極易引發安全事故，對航空飛行人員的安全造成嚴重的威脅，因而采用有效的防控與除冰措施，對航空飛行發展具有重要意義。

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