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积冰飞行的技巧与经验一、什么是飞机积冰? 在云、雾、雨或湿雪中飞行时,飞机的流线形部分,动力装置和特种设备外露部分,由于水滴冻结或水气凝结而聚积的冰层,这一现象就是飞机积冰。 当飞机在云中飞行,机体碰到过冷水滴时,如果机体表面的温度低于0C时,过冷水滴就会在机体表面的某些部分冻结而聚集起来形成结冰,此外,飞机由寒冷的高层进人暖湿的低层,也会出现结冰,它是由于暖湿气层中的水气在较冷的机体上发生凝结而形成的,过冷水滴是非常不稳定的,当它受到冲击时,即会变成固体的冰,在低于0C的云雨中飞行时均可产生飞机结冰。二、积冰天气和积冰概率云是积冰的主要天气现象。1积云(CU、CU)积雨云(CB)积云是由从近地面层向上抬升的垂直气流形成的,上行前的气温积湿度比较高,由于垂直运动的绝热变化,使未达到饱和的空气达到饱和,形成云,云中水气和水滴都比较大,会发生强烈积冰,同时,由于云中各部位的含水量和水滴大小的分布不同,中、上部是最强的积冰区域。在夏季,由于0C等温线较高,在积云中飞行时,一般不会发生积冰,只有在积雨云(CB)和浓积云(CU)的中、上部才有积冰,在纬度比较低的地区,0C等温线的高度更高,在厚度较小的浓积云也不会积冰。在春秋季节,北方的积状云中,通常在云的下部也可能积冰,而在南方,开始积冰的高度通常在云的中部。冬季,由于积云和积雨云出现的机会较少,所以由它们引起的积冰机会也不多。2层云(ST)和层积云(SC)层状云的水气含量一般都较少,有时在较厚云层云顶附近多一些。因此,积冰强度为轻度或中度,层云和层积云是我国冬天半年常见的降雨云系,飞行中遇到的机会较多,积冰的机会也随之增多,如果整个云层有过冷却的降水,则云中都可能有中度以上的结冰。3高积云(AC)由于高度高、温度低、厚度薄、水量少,因而积冰往往是轻度积冰。4雨层云(NS)高层云(AS)这两种云只会形成轻度的积冰,但雨层中和高层云多在锋线上形成,范围广、厚度大,沿锋面伸展可达1000多公里,垂直锋面伸展也可达200400公里,其厚度可有15公里以上,因此,飞机穿过它们所需时间较长,有积厚冰层的危险。由于这两种云的含水量和水滴的分布是随高度的增加而减少的,因而积冰强度也随高度增高而逐渐减弱,在夏、秋季节云中的积冰均在上部,而冬、春季云的各个部位都可能有积冰出现。飞机积冰的概率取决于很多因素,主要是:天气条件,飞行高度上云的概率、云的含水量、气温、云中水滴和冰晶的大小及它们在单位时间内落在单位面积上的数量、水滴的冰结速度、气流绕过飞机各部位的特点(飞机的空气动力特性)以及飞行速度。过冷水滴组成的浓密云中积冰概率最大。飞行实践表明,在锋面云中,当飞行高度上温度适宜时,积冰频率比较大。而锋区中度积冰的频率比均匀气团中高一倍,而强烈积冰则高八倍。云层温度是影响飞机积冰的主要参数之一,据有关报道,飞行在0-40C甚至更低的云温条件下,都有积冰可能。不过综合英、美、日及前苏联的有关积冰发生率统计报告,可以得出下述结论:飞机积冰一般发生在0-20C的温度范围内,尤其在-2-10C温度范围内遭遇积冰的次数最多,而强烈的积冰主要发生在-2-8C的温度范围内。就季节而言,不同季节飞机积冰频率不同,在冬、秋两季积冰频率比较高。飞行高度不同,飞机积冰频率也不同。根据有关记载分析:冬季在3000米以下(合3000米)各高度上飞行时,积冰几乎占56,在6000米以上高度上飞行时,积冰占21,而在夏季3000米以下高度上,积冰现象减少,几乎没有。在6000米以上,积冰占62。三、积冰的种类 飞机积冰主要分为三种:冰、雾凇、霜.(一)冰: 冰有明冰、毛冰(半透明混合体)、白冰(颗粒状冰)。1明冰:通常是温度0-10C含有大的过冷水滴的云中或过冷却雨区中飞行时形成的。呈透明玻璃状,平滑而坚固,主要出现在机翼水平安定面的前缘,飞机机头整流罩和发动机的进气口。2毛冰:这种冰通常是在温度为-6-10C的大量过冷水滴、冰晶和雪花组成的混合云中飞行时产生的,其表面粗糙而不透明,色泽如白瓷,冻结得坚固而不透明,是最危险和最严重的一种积冰。3白冰:其温度在-10C以下有比较均匀的小水滴组成的云中飞行时产生的,呈白色,比较疏松,附在飞机表面,不太牢固。如果飞行时间长,以及冰层厚度增大,也能造成严重威胁。(二)雾凇:温度通常低于-10C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。(三)霜:这是由于水气凝结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,当出现在座舱风挡玻璃上时,影响视野,使飞机操纵发生困难。积冰的形状主要取决于冰的种类,飞行速度和气流绕过飞行器的不同部位的情况。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左右。四、积冰对飞机性能的影响(一)升力面积冰当机翼和尾翼积冰时,能使飞机的空气动力特性和飞行特性显著变坏,由于积冰,流线形部位的形状发生变化,翼型失真(变型),导致摩擦阻力和压差阻力都增大。根据有关方面的飞行试验,机翼、尾翼积冰时,其阻力增加占飞机因积冰引起总阻力增加约7080,若在大迎角下飞行时,更突出,如果积冰层较厚,还会使飞机的重心位置改变,从而影响飞机的安定性。(二)发动机进气道和动力装置积冰在飞机其他部位没有结冰时,喷气式发动机进气道有时会有积冰。因为机翼和尾翼前部的动力增温,比喷气式发动机进气口处要大得多,飞行实践证明,当外界气温等于小于+5C时,喷气式发动机进气口部分可以发生结冰。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和使气流发生局部分离,引起气压机叶片的振动,冰屑脱离,进人压气机,而造成压气机的机械损伤,从而使发动机的推力降低,严重时,造成发动机损坏或熄火。(三)风挡积冰风挡玻璃积冰,能大大降低其透明度,使目视条件大大恶化,难以判断周围视野,给起飞、着陆造成困难,特别是在着陆时,由于判断着陆高度不准确,可能影响着陆安全,严重时会出现危险。(四)天线积冰有可能造成无线电通信中断。强烈积冰能使天线同机体相接,发生短路,无线电航行设备失灵。(五)空速管动、静压孔积冰当空气压力感受器(空速管动、静压孔)积冰时,会使速度表、高度表、迎角指示器、M数指示器、升降速度表等一些重要驾驶仪表失效,使飞行员失去判断飞行状态的依据。(六)飞机在地面积冰飞机在地面停放和滑行时,也能积冰。地面积冰时,冰的聚积是不对称的,首先在迎风的一面开始冻结,使飞机表面上冰层的厚度不一样,对安全性和正常性有很不利的影响,根据有关飞行试验,在机翼上只有0.1英寸(23毫米)一层霜,会使失速速度增加约35%,起飞滑跑距离增长一倍。当积冰的飞机起飞时,气流会从机翼上过早地和明显地分离。所以积冰的飞机离地升力系数比正常飞机小1520,相当危险。因此,民航总局规定,任何飞机都不能带冰、雪、霜起飞。五、积冰飞机的操纵程序以及注意事项虽然现代飞机飞行速度大,高度高,除冰性能好,但我们不能麻痹大意,同时,我们也还有一些老式飞机,防冰性能差,但我们也不能有结冰天气就不飞。飞行员应该熟练掌握对设备的正确使用,以及设备万一故障时的处置方法。(一)预先准备要充分了解自己所飞航线区域的天气情况(特别是冬季飞行),收集积冰预报资料,确定可能积冰条件,制定出预防措施和应急措施(如脱离结冰区的办法、返航、备降等)。(二)直接准备1到气象部门(通过卫星云图)详细了解所飞航线的天气现象及积冰区域的范围和高度(0C等温线的高度)。2检查飞机时,其表面上的冰、雪、霜是否已经除尽。3各操纵面的缝隙里不能带有冰、雪。4地面机务人员除冰时,不能将除冰液直接喷到发动机的进气道、探头孔、反喷和排气口和PAU的进、排气孔部位。5地面除冰时停止使用发动机。APU工作时,应关闭空调组件活门和增压活门以及门窗。6地面除冰时,除冰液不能垂直对飞机表面喷射,以免液体高压损坏飞机表面。7除冰结束后,打开空速管加温以及风挡防冰、防雾开关。8地面除冰后,要重新对飞机表面以及各关键部位:发动机进气道、EPR探头、动静压孔、燃油通气口进行检查。9检查操纵系统灵活无卡阻现象。10在起动发动机时,必须事先指定机组中有一人向外观察,以防止飞机停在滑溜的地面上,一台发动机的慢车推力使飞机向前滑动与地面障碍物相撞。(三)滑行1在积冰条件下(10CTAT及以下)时使用发动机防冰,必要时在起飞前不少于1分钟,对燃油进行加温(油温低于0C时)。2对滑行线路上的道面冰污染情况要心中有数,尽量在中心线及无冰区滑行,速度不要大于10海里小时,以保证飞机随时可以停下来,在进人转弯前预计到由于结冰道面摩擦力小的因素,要避免过大的前轮转弯的偏差,尽量不要做180度转弯。3若在跑道外等待时间较长,适当增大N1转速等待,一般情况下,每十分钟加马力使N1到70,并保持15秒。4如预计在起飞后立刻会进入较强结冰区时,在起飞前可将机翼防冰系统接通,使该系统处于待命状态,在飞机离地后立即投人防冰工作。5冷天有结冰条件存在时,起飞前应对操纵系统进行再次检查,襟/缝翼可做一次全过程的收放后再恢复到起飞位,确认无冻结、卡阻现象后再起飞。(四)起飞1跑道上积雪标准为:干雪4英寸,湿雪或雪水05英寸。冷天在积雪跑道起飞前建议将APU打开,并将APU的左右汇流条供电开关接通以作为备份电源。2在结冰条件下起飞,可将发动机点火电门放超控位,使用2分钟后,再将点火电门放连接位,以减少发动机在滑跑和离地过程中熄火的机会。3冷天应坚持使用灵活推力起飞,以减少滑油温度的流失,并建议做一次静止起飞,当调整好双发EPP后,检查N1一致,发动机工作稳定,再接通自动油门,使双发EPR同步上升,直至最大马力调定后再松刹车起飞。4滑跑方向应严格控制在中心线,对模糊不清的跑道边界线(灯)和中心线(灯)要保持高度的警觉。5结冰跑道上起飞的决断速度可设置在V1-20,但要注意在V1-20和V1之间一旦发生单发的处理程序和方法。6提高离地速度。方法是:减少初始抬前轮仰角,降低抬前轮速率(约2度秒)。7起飞后,收轮的时机可比正常时晚些,让相对气流将轮子和起落架上的雪、雪水等吹捧,以防止在轮仓里结冰或在收轮过程中打坏其他设备。8收襟缝翼过程中,若遇到飞机姿态发生急剧变化(如带坡度、抬头、低头或抖振情况)则立即将襟缝翼手柄放回原位,在接通机身防冰系统后,再试探着将襟缝翼手柄放回原位,在接通机身防冰系统后,再试探着将襟缝翼收上。9当上升至安全高度以上时,冷天飞行可采取程序耗油的方法,将左右主油箱的燃油各耗掉10001500磅,使油平面与油箱上缘之间有一个空隙,以降低机翼结冰的可能性。(五)空中飞行1空中飞行时,根据当时温度(建议在十10C以下)和结冰的条件(云、降水等)及时使用发动机防冰,当在驾驶舱风挡边缘或括水器上有结冰时,应打开机身防冰系统,当飞机脱离结冰区后,也不要立即将防冰系统关闭,让其工作5分钟以后再关,以防飞机带冰飞行。2万一不慎使发动机结了冰,应先打开一台发动机防冰,待工作稳定后,再打开另一台发动机防冰,切忌同时打开两台
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