ОБЛЕДЕНЕНИЕ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ, ПРИЧИНЫ ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЕГО ИНТЕНСИВНОСТЬ
Обледенение- этоотложениельдавполетенаразличныхчастяхВС. Необходимыми
условиямиобледененияявляются:
- наличиеввоздухенавысотеполетапереохлажденныхкапельводы;
- отрицательнаятемператураповерхностиВС.
Обледенениенаблюдаетсяпри температурах +2°С.-50°С, наибольшаявероятность (98%) - взонетемператур 0°С.-20°С.
Причинамиобледененияявляются:
- замерзание переохлажденных капельводы, сталкивающихся споверхностью ВС при полетевоблаках, осадках, тумане. Этоосновнаяпричинаобледенения;
- сублимацияводяногопаранаповерхностиВС. Этотпроцесспроисходитприясномнебе, когдахолодноеВСпопадаетвболеетеплыйивлажныйвоздух. Такоеположениеможет бытьприбыстромсниженииизболеехолодныхверхнихслоеватмосферывнижние, более теплыеилипривходевслойинверсии. Вясную морозную погодусублимацияводяного паранаповерхностиВСможетпроизойтииназемле, настоянке.
Наибольшаявероятностьобледенениявкапельно-жидкихоблаках. К таким облакам относятсянизкиеподинверсионныеслоистыеислоисто-кучевыеоблака. Ониотличаются повышеннойводностью, таккакосадкиизних, какправило, невыпадаютили бывают слабыми.
Всмешанныхоблакахобледенениезависитотсоотношениякапельикристаллов. Там, где капельбольше, вероятностьобледененияувеличивается. Ктакимоблакамотносятсякучево- дождевыеоблака. Вслоисто-дождевыхоблакахобледенениенаблюдаетсяприполетевыше нулевой изотермы и особенно опасно вдиапазоне температур 0°С.-10°С, где облака состояттолькоизпереохлажденныхкапель.
Наиболеетяжелоеиинтенсивноеобледенениенаблюдаетсяприполетеподслоисто- дождевымиивысоко-слоистымиоблакамивзоневыпадающегопереохлажденногодождя (этохарактернодляпереходныхсезонов, когдатемпературавоздухауземликолеблетсяв пределах 0°С.-5°С).
В кристаллическихоблакахобледенение, какправило, отсутствует. В основном это облакаверхнегояруса - перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые.
Степень обледенения зависит от времени пребывания ВС в зоне обледенения.
На атмосферных фронтах обледенение представляет опасность из-за большой продолжительностиполета, таккакоблакаиосадки, связанныесфронтом, занимают, как правило, оченьбольшиеплощади.Интенсивность обледенения - это толщина отложения льда в единицу времени на передней кромке крыла. В зависимости от интенсивности обледенение подразделяется на:
Ψ - слабое - скорость нарастания льда менее 0,5 мм/мин;
SH - умеренное - -«- 0,5... 1 мм/мин;
- сильное - - « - более 1 мм/мин.
Наинтенсивностьобледенениявлияютследующиефакторы:
Температуравоздуха. Самоесильноеобледенениепроисходитвинтервалетемператур 0°С...-10°С.
Водностьоллаков. Водностьоблака - этоколичествоводывграммах, содержащеесяв
3
1 м облака. Чем большеводностьоблаков, тем интенсивнееобледенение. Самоесильное обледенениенаблюдаетсявкучево-дождевыхи слоисто-дождевыхоблакахприводности более 1 г/м3.
Наличиеи видосадков. В облаках, изкоторых выпадают осадки, интенсивность обледененияуменьшается, таккакуменьшаетсяихводность. Самоесильноеобледенение наблюдаетсявледяномдожде. Вмокромснегеобледенениеслабоеиумеренное, всухом снегеобледенениеотсутствует.
Размерыпереохлажденныхкапель. Чемкрупнекапли, теминтенсивнеобледенение. Чем крупнеекапли, тем прямолинейнеетраекторияихдвижения, таккакониобладают большойсилойинерциии, следовательно, тембольшекапельбудетоседатьизамерзатьна выступающейповерхностикрыла. Мелкиекапли, имеющиенебольшую массу, увлекаются воздушнымпотокомивместеснимогибаютпрофилькрыла.
ПрофилькрылаВС. Чемтоньшепрофилькрыла, теминтенсивнееобледенение. Это объясняется тем, что более тонкий профиль крыла вызывает разделение встречного набегающегопотоканаменьшем расстоянии открыла, чем при толстом профиле. Такое место разделения потока делает линии тока, обтекающие крыло, боле крутыми, инерционныесилы капельбольшими, врезультатепочти всекапли, большиеи малые, оседаютнатонком ребрекрыла. Этимжеобъясняетсяитотфакт, чтоледбыстреевсего появляетсянатакихдеталях, какстойки, приемникскорости, антенныит.д.
СкоростьВС. Прискоростяхполета до 300 км/ч, чем большескоростьполета, тем интенсивнееобледенение, таккакВС вединицувременипролетаетбольшеерасстояниеи, следовательно, сталкиваетсясбольшимколичествомпереохлажденныхкапель. Крометого, сувеличениемскоростиполетавозрастаетинерциякапель, инаповерхностиВСначинают замерзать не только крупные, но и мелкие капли и, следовательно, интенсивность обледененияувеличивается.
Приполетахсоскоростями лолее 300 км/чзасчеттрениячастицвоздухаоповерхность ВС и адиабатического сжатия встречного потока его лобовыми частями происходит кинетическийнагревповерхностиВС, которыйотодвигаетначалообледенениявсторону болеенизкихотрицательныхтемператур, поэтомуивероятностьиинтенсивностьобледенения уменьшаются.
В облаках кинетический нагрев составляет 50.60% от кинетического нагрева в безоблачномнебе. Этообъясняетсятем, чтовоблакахчастьтепларасходуетсянаиспарение капельводы, которыеоседаютнаповерхностьВС.
Полеты по маршруту на самолетах с ТРД и ТВД осуществляются на высотах 6.. .12 км. Наэтихвысотахсамолеты встречаются, главнымобразом, скристаллическимиоблаками, обледенениевкоторыхмаловероятно. ВосновномнасамолетахсТРДиТВДобледенение наблюдаетсявнаборевысотыиприснижениинавысотахниже 5000 м.
Особенностью обледенения самолетов с газотурбинными двигателями является возможностьобледененияввоздухозаборникахпритемпературахдо +5°С. Здесьпроисходит расширениевоздухаиеготемператураадиабатическипонижаетсяниже 0°С. Приобледенении двигателяотложениельдапроисходитнаповерхностивходногоканала. Врезультатеэтого уменьшаетсявходноесечениеканалаи, следовательно, тягадвигателя. Образовавшийсялед можетсрыватьсяипопадатьвкомпрессор, вызываятаммеханическиеповреждения.
2.3.1.