飞机积冰对飞行安全的危害

飞机积冰是指机体表面某些部位聚集冰层的现象。它主要由云中过冷水滴或降水中的过冷雨,碰到飞机机体后结冰形成的,也可由水汽直接在机体表面凝华而成。飞机在云中飞行时间过长易导致积冰,在寒冷季节,地面露天停放的飞机也会形成积冰。

飞机积冰主要分为三种:

冰:有明冰、毛冰(半透明混合体)、白冰(颗粒状冰)三种类型。明冰光滑透明、结构坚实,在0~-10℃的过冷雨水滴组成的云中形成。毛冰表面粗糙不平,冻结得比较坚固,像白瓷,形成在温度为-5~-15℃的云中。

雾凇:在温度通常低于-10℃的云中飞行时形成的一种白色大颗粒冰晶层,表面粗糙不平,附在飞机表面不牢固,容易被气流吹走。

霜:飞机在晴空中飞行时由水汽凝华产生的白色小冰晶层,振动时容易从飞机表面脱落。霜对机翼空气动力性能有显著影响,出现在座舱风挡玻璃上时,影响视线。

积冰的形状

积冰的形状一般分为槽状冰、楔形冰和混合冰,根据空勤人员获得的喷气式飞机积冰统计数据,槽状冰约占30%,楔形冰约占15%,而混合冰约占55%。

积冰天气和积冰概率

云是导致积冰的主要天气现象:

(1)积云(CU、CU+)和积雨云(CB)
(2)层云(ST)和层积云(SC)
(3)高积云(AC)
(4)雨层云(NS)和高层云(AS)

地面积冰的气象条件

外界温度在0℃以下时,过冷状态的冻雨一旦与地面物体接触便容易结冰;
冻结的降水,如雪、雨夹雪或冰雹;
过冷的地面雾、冷低云,带有过冷水滴的云会在物体表面结冰;
温度在冰点或以下,相对湿度很高的情况下,飞机表面会形成霜;
飞机停场过夜时以及飞机从巡航高度下降着陆后,飞机表面、燃油温度仍保持在冰点以下,霜的积聚是很常见的;
在有水汽、雪水或雪地停机坪、滑行道和跑道上运作;
由于地面风、其他飞机或地面辅助设备不断把雪吹起来导致机身结冰。

积冰对飞行的影响

升力面积冰:
当机翼和尾翼积冰时,由于翼型失真,阻力增大,升力减少,失速加快,失速速度增大,临界迎角减小。同时,飞机的重量增加,耗油率增加,重心位置改变,操纵变差。

发动机积冰:
进气道结冰将导致内表面气动特性的恶化,使进气速度场分布不均匀以及气流发生局部分离,引起压气机叶片的振动。若冰屑脱离,进入压气机,而造成压气机的机械损伤,严重时,造成发动机损坏或熄火。

空速管和静压孔积冰:
空速管和静压孔积冰,会使飞机上一些重要驾驶仪表指示度失真,甚至完全失效,导致自动系统提供错误信息,使飞行员失去判断飞行状态的依据。

天线积冰:
天线积冰可能会使无线电通信失效,中断联络。甚至发生短路,造成无线电导航设备失灵。

风挡积冰:
风挡积冰会大大降低透明度,使目视条件恶化,严重影响飞行员视线,导致出现危险。

操纵面积冰:
如果操纵面的主要区域有冰、霜、雪,会导致操纵面冻结在原有位置或运动受阻。

起落架装置结冰:
起落架结冰会在收轮时损坏起落架装置或设备。其上的冰可能在起飞时脱落,会损坏飞机。

飞机在地面积冰:
飞机在地面停放和滑行时,也可能积冰。