русс | укр

Мови програмуванняВідео уроки php mysqlПаскальСіАсемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование


Linux Unix Алгоритмічні мови Архітектура мікроконтролерів Введення в розробку розподілених інформаційних систем Дискретна математика Інформаційне обслуговування користувачів Інформація та моделювання в управлінні виробництвом Комп'ютерна графіка Лекції


Причини обледеніння повітряних суден


Дата додавання: 2014-06-06; переглядів: 2057.


 

До небезпечних для польотів метеорологічних явищ відносяться обледеніння повітряних суден і ожеледь.

Як відомо, сучасні літаки, вертольоти та гелікоптери обладнані системами, що спрямовані проти обледеніння. Але при забезпеченні безпеки польотів постійно треба враховувати можливість відкладення льоду на ПС під час польоту. Зліт і посадка літаків ускладнюються при відкладенні льоду на ЗПС. Ожеледь зменшує зчеплення коліс з поверхнею ЗПС, із-за чого порушується безпека цих етапів польоту.

Обледеніння ПС - явище, при якому літальний апарат під час польоту або стоянки на аеродромі покривається шаром льоду.

Обледеніння приводить до збільшення ваги ПС і витрати пального, до зменшення тяги двигунів. Лід на склі кабіни пілотів погіршує умови огляду, ускладнює заходження ПС на посадку. Внаслідок обледеніння зовнішніх антен порушується радіозв’язок. Головна небезпека при обледенінні в тому, що порушуються аеродинамічні якості літальних апаратів. Обледеніння зазнають, в основному, носові (лобові) частини літака. При цьому порушується форма профілю обтікання, появляються нерівності на його поверхні, що впливає на політ літака через зростання опору. Найбільшу частку цього опору (70…80 %) викликає обледеніння крил та оперення.

При горизонтальному польоті гелікоптера в умовах обледеніння лід наростає на лопатах несучого та хвостового гвинтів, стабілізаторі, шасі, лобової частини кабіни. Найбільшу небезпеку складає обледеніння гвинтів, тому що збільшується навантаження на лопаті, що, в свою чергу, порушує рівновагу двигуна і утворює сильну вібрацію.

Лід на літаку відкладається в результаті замерзання крапель води (хмар, туману, мряки, дощу), що осідають на його поверхню, або внаслідок сублімації водяної пари. В обох випадках температура поверхні літака повинна бути від’ємною. Теоретичне доведено, що суттєве сублімаційне обледеніння неможливе, та основною причиною обледеніння літака є замерзання переохолоджених крапель води, які стикаються об його поверхню. Багаторічна льотна практика показала, що інтенсивне і небезпечне обледеніння може бути тільки при польоті в зоні переохолоджених крапель води.

Обледеніння ПС відбувається в хмарах, що знаходяться в шарі від поверхні землі до висоти 2…3 км. При від’ємних температурах найбільш імовірно обледеніння в водяних хмарах. В мішаних хмарах обледеніння залежить від водності. У внутрішньомасових шаруватих і шарувато-дощових хмарах при температурах від 0 до -10 °С майже завжди спостерігається обледеніння. Ці хмари розташовуються під шарами інверсії і мають значну водність біля верхньої межі хмарності.

У фронтальній хмарності найбільш інтенсивне обледеніння ПС відбувається в купчасто-дощових хмарах холодних фронтів. В шарувато-дощових і високошаруватих хмарах теплого фронту інтенсивне обледеніння спостерігається, якщо випадають слабкі опади або зовсім не випадають; а при сильних облогових опадах на теплому фронті імовірність обледеніння дуже мала.

Найбільш інтенсивне обледеніння може відбуватися при польоті під хмарами в зоні переохолодженого дощу і/або мряки. В хмарах верхнього ярусу обледеніння мало імовірне, але можливе інтенсивне обледеніння в Cs, Cc, якщо вони залишились після руйнування грозових хмар.

Обледеніння можливе при температурі від +5 до -50 °С в хмарах, тумані, опадах. Найчастіше обледеніння ПС спостерігається при температурі повітря від 0 до -20 °С, особливо від 0 до -10 °С.

Обледеніння відбувається внаслідок таких причин:

1. Сублімації водяної пари на поверхні ПС. Це відбувається при швидкому зниженні ПС з більш холодних шарів атмосфери в більш теплі нижні шари або при вході в шар інверсії. В такому випадку утворюється слабкий наліт інею.

2. Замерзання переохолоджених крапель на поверхні ПС. Це основна причина обледеніння літаків з газотурбінними двигунами. Осаджування крапель залежить від швидкості польоту.

Відкладення льоду в польоті залежать від мікроструктури хмар, виду опадів, температури і режиму польоту.

За своїм характером відкладення можуть бути у вигляді льоду, паморозі та інею. Лід буває прозорим, матовим (напівпрозорим, мішаним), білим.

Прозорий лід утворюється при польоті в хмарах, що складаються лише з великих переохолоджених крапель, або під хмарами в зоні переохолодженого дощу при температурі від 0 до -10 °С.

Матовий лід виникає при польоті в мішаних хмарах, які складаються з великої кількості дрібних і великих крапель, а також з кришталиків льоду і сніжинок. Таке відкладення льоду виникає частіш за все при температурі від -6 до -10 °С і є найбільш небезпечним видом обледеніння.

Білий лід виникає внаслідок замерзання дрібних крапель при температурі нижче -10 °С. Такий вид обледеніння буває в хмарах, які складаються з однорідних дрібних крапель.

Паморозь утворюється при польоті в хмарах при температурі значно нижчій за -10 °С. Паморозь виникає при замерзанні дрібних крапель разом з кришталиками льоду.

Іній виникає внаслідок сублімації водяної пари.

При аналізі і прогнозі умов обледеніння повітряних суден необхідно враховувати не тільки стан атмосфери, а й особливості конструкції ПС, його швидкість і тривалість польоту.

Ступінь небезпеки обледеніння можна оцінити за швидкістю наростання льоду. Характеристикою швидкості наростання є інтенсивність обледеніння (мм/хв). По інтенсивності розрізняють обледеніння слабке ( 0,5 мм/хв), помірне ( = 0,6…1,0 мм/хв), сильне ( > 1,0 мм/хв).

Інтенсивність обледеніння відзначається відношенням:

 

, (5.11)

 

де w – водність хмар, ‰; V – повітряна швидкість літака, км×год-1; rл - густина льоду, кг×м-3; E(r) – інтегральний коефіцієнт осідання (захвату) крапель; r – радіус крапель, b - коефіцієнт намерзання. Інтегральний коефіцієнт осідання це відношення маси води, що фактично осіла на літак, до всієї її маси, що осіла б при відсутності скривлення траєкторій крапель води під час обтіканні літака потоком повітря. Коефіцієнт намерзання це відношення маси льоду, що наростає, до маси води, що осіла протягом того же часу до тієї же поверхні. При температурі повітря нижче -5 °С коефіцієнт намерзання змінюється незначно і дорівнює приблизно 1.

Для літаків з поршневими двигунами небезпечне обледеніння навіть товщиною 3…4 мм, і його інтенсивність розрахується як: І = 10-6 wV.

 


<== попередня лекція | наступна лекція ==>
Обледеніння літаків та його вплив на польоти | Метеорологічні і синоптичні умови обледеніння


Онлайн система числення Калькулятор онлайн звичайний Науковий калькулятор онлайн