Обледенение.

 

Присутствие микроскопических капелек влаги в атмосфере и различие температур поверхности ЛА и окружающего его воздуха приводит к обледенению поверхности ЛА.

"Обледенение" – это отложение льда на различных частях воздушного судна (слабое - при отложении льда на передней кромке крыла до 0,5 мм/мин, умеренное - от 0,5 до 1 мм/мин, сильное - более 1 мм/мин);
Обледенение воз­никает преимущественно при темпера­туре от 0 до минус 15°С на высотах 500-1000 м. при полете:

- в переохлажденных облаках,

- в тумане,

- переохлаж­денном дожде,

- в мороси

- в мокром снеге.

В результате обледене­ния корка льда на обшивке ЛА:

- искажает аэродинамическую форму,

- уве­личивает полетный вес ЛА,

- увеличивает аэродинамическое сопротивление ЛА,

- снижает уменьшает аэродинамическое качество.

Толщина корки льда на перед­них кромках крыла может достигать 30-50 мм. Обледенение приемников воздушных давлений и температуры, датчиков направления воздушного потока (датчиков угла атаки и скольжения) нарушает работу прибор­ных комплексов и систем, лишает экипаж важнейшей полетной информа­ции.

 

1. Рис. 59 Обледенение. Атмосферная влага, соприкасаясь с более холодной поверхностью, осаждается на ней в виде льда. Это явление характерно для морских судов и кораблей (а), для авиационной техники, для зданий, тротуаров и дорог. Обледенение самолёта - это опасное явление, ухудшающее аэродинамические характеристики и лётные качества самолёта, его устойчивость и управляемость, увеличивающее лобовое сопротивление. Обледенение может нарушить работу двигателей, навигационных приборов и радиосвязь и привести к катастрофе. Различают Обледенение самолёта в полёте и наземное. Первое возникает главным образом при столкновении самолёта с переохлажденными водяными каплями облаков и осадков и их последующем замерзании. Толщина слоя льда на некоторых деталях самолёта может достигать 10 см и более.
С о бледенением самолета в полете ведется борьба как пассивная (правильный выбор маршрута и высоты полета), так и активная - подогревом или др. способами устранения льда. Наибольшее распространение получили электрические противообледенители с циклическим подогревом

На земле обледенение самолета возможно в результате намерзания на его поверхности переохлажденного дождя или мокрого снега, поэтому самолет обычно зачехляют во время стоянки, а перед полетом обрабатывают специальной жидкостью (г).

Причиной аварии нового регионального самолета CRJ-100LR производства канадской компании Bombardier принадлежавшего белорусской авиакомпании Белавиа, было обледенение (б, в).

Каждый самолет оснащается средствами предупреждения и борьбы с обледенением и проходит летные испытания. На снимках новый российско-украинский самолет Ан-148 и примеры обледенения отдельных его частей (д, е, ж, з, и). такие испытания позволяют сделать оптимальный выбор противообледенительного оборудования.

 

Рис. 39 Обледенение

 

Для борьбы с обледенением применяются:

- приборные сигнализаторы обледенения,

- противообледенительные системы (ПОС)

1. Рис. 60. Датчики-сигнализаторы обледенения. Назначение датчиков-сигнализаторов обледенения – своевременное информирование экипажа о наличии льда и о скорости увеличения толщины льда. На снимке - в наше время уже устаревший радиоизотопный измеритель обледенения типа РИО-3, принцип действия которого заключается в ослаблении β-излучения. Источник β-излучения (Стронций-90, Иттрий-90), расположен в цилиндрическом штыре. Цилиндрический штырь установлен перпендикулярно потоку и испускает излучение в сторону детектора, размещенного внутри прямоугольного корпуса, утопленного под обшивку самолета. Если на штыре образуется слой льда, то частицы излучения реже проникают к детектору. Это свидетельствует о росте толщины ледяного покрова самолета. При достижении толщины льда 0,3 мм, включается обогрев датчика, и лед тает. После удаления льда восстанавливается проницаемость среды для β-излучения и сигнализатор приходит в исходное состояние. Датчик –сигнализатор данного типа используется для автоматического включения некоторых противообледенительных систем (ПОС).

 

рис. 40 Датчики обледенения

 

Рис. 61. Противообледенительные системы. Эти системы предназначены для обеспечения безотказности работы наиболее ответственных элементов самолета, таких как силовая установка, аэродинамические рулевые поверхности, приемники воздушных давлений, датчики углов атаки, лобовое остекление и другое. На рисунке показаны объекты протиобледенения самолета Ил-76Т: 1- электрообогреватель датчика угла атаки; 2 – датчик сигнализатора обледенения; 3 – фора освещения носков воздухозаборников двигателей; 4 – электрообогреватель приемников полного давления; 5 – электрическая ПОС лобового остекления кабины экипажа; 6, 7 – ПОС кока и входного направляющего аппарата двигателя; 8 -ПОС входной части воздухозаборника двигателя; 9 – ПОС предкрылков; 10- ПОС хвостового оперения; 11 – фара освещения хвостового оперения. ПОС работают на различных физических принципах. Механический принцип основан на сбрасывании льда за счет механических воздействий, таких как скалывание, деформация, центробежные силы, аэродинамические и другие силы. Физико-химический принцип основан на использовании различных жидкостей, которые смешиваясь с водой, понижают температуру ее замерзания и уменьшают сцепление молекул воды с обшивкой самолета (широко известны, и в некоторой степени популярны у инженерно-технического состава спирт-содержащие жидкости, применяемые в ПОС лобовых стекол и фонарей кабины, воздушных винтов и т.п.). Тепловой принцип заключается в обогреве обледеневающей поверхности электронагревателями, потоком горячего воздуха, отбираемого от двигателей и проходящего под обшивкой носков крыла и хвостового оперения.

рис. 41 Противообледенительные системы

 

Все самолеты и вертолеты проходят испытания в условиях на обледенения и для проверки работы противообледенительных систем

1.

2. Рис. 62. Летающая лаборатория Ил-18ЛЛ для испытаний ПОС. Для исследований и испытаний противообледенительных систем применяются различные методы, в том числе летающие лаборатории. На рисунке летающая лаборатория Ил-18ЛЛ, использовавшаяся в Летно-исследовательском институте имени М.М.Громова. Над фюзеляжем самолета расположены макет крыла или оперения с испытываемой ПОС на передней кромке. Перед макетом установлена сетка с форсунками, выпускающими мелкодисперсные капли воды, которые превращаются в лед на передней кромке макета.

 

Рис. 42 Летающая лаборатория Ил-18ЛЛ для испытаний противообледенительных систем