Orlaivio apledėjimas – sąlygos, priežastys ir pasekmės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Statistika rodo, kad žuvusiųjų aviakatastrofose procentas yra daug mažesnis nei kitų transporto rūšių atveju. Orlaivių apledėjimas – dažna avarijų priežastis, todėl kovai su juo skiriamas didesnis dėmesys. Traukinio, laivo ar automobilio avarijos atveju žmonės turi gana didelę galimybę išgyventi. Orlaivių lainerių kritimas, išskyrus retas išimtis, lemia visų keleivių mirtį.

Kas sukelia apledėjimą

Šios orlaivio korpuso dalys dažniausiai yra veikiamos apledėjimo:

• uodegos ir sparno priekiniai kraštai;
• variklio oro įsiurbimo angos;
• sraigto mentės atitinkamiems variklių tipams.

Ledo susidarymas ant sparnų ir uodegos padidina pasipriešinimą, pablogėja orlaivio stabilumas ir valdomumas. Blogiausiu atveju valdymo elementai (eleronai, sklendės ir kt.) gali tiesiog pristingti prie sparno, o orlaivio valdymas bus iš dalies arba visiškai paralyžiuotas.

Oro įsiurbimo angų apledėjimas sutrikdo į variklius patenkančio oro srautų tolygumą. To pasekmė – netolygus variklių veikimas ir traukos pablogėjimas, agregatų veikimo sutrikimai. Atsiranda vibracija, dėl kurios varikliai gali visiškai sunaikinti.

Lėktuvuose su ventiliatoriumi ir turbosraigtu dėl apledėjimo ant sraigto menčių kraštų smarkiai sumažėja skrydžio greitis dėl sumažėjusio sraigtų efektyvumo. Dėl to laivas gali „nespėti“į paskirties vietą, nes mažesniu greičiu degalų sąnaudos išlieka tokios pačios arba net padidėja.

Orlaivių žemės apledėjimas

Apledėjimas gali būti ant žemės arba skrendant. Pirmuoju atveju orlaivio apledėjimo sąlygos yra tokios:

• Giedru oru esant minusinei temperatūrai orlaivio paviršius vėsta labiau nei aplinkinė atmosfera. Dėl to ore esantys vandens garai virsta ledu – atsiranda šerkšnas arba šerkšnas. Apnašos storis dažniausiai neviršija kelių milimetrų. Jį galima lengvai nuimti net rankomis.
• Esant beveik nuliui temperatūrai ir didelei drėgmei, atmosferoje esantis peršaldytas vanduo nusėda ant orlaivio korpuso apnašų pavidalu. Atsižvelgiant į konkrečias oro sąlygas, danga skiriasi nuo skaidrios aukštesnėje temperatūroje iki matinės į šerkšną panašios dangos žemesnėje temperatūroje.
• Lėktuvo paviršiuje užšąla rūkas, lietus ar šlapdriba. Jis susidaro ne tik dėl kritulių, bet ir tada, kai riedant nuo žemės į korpusą atsitrenkia sniegas ir purvas.

Yra ir toks reiškinys kaip „kuro ledas“. Kai rezervuaruose esančio žibalo temperatūra yra žemesnė nei aplinkinio oro, rezervuarų išsidėstymo vietoje pradeda nusėsti atmosferinis vanduo ir susidaro ledas. Sluoksnio storis kartais siekia 15 mm ar daugiau. Šio tipo orlaivių apledėjimas yra pavojingas, nes nuosėdos dažniausiai būna skaidrios ir sunkiai pastebimos. Be to, nuosėdos susidaro tik kuro bako zonoje, o likusi orlaivio korpuso dalis lieka švari.

Apledėjimas ore

Kitas orlaivio apledėjimo tipas yra ledo susidarymas ant laivo korpuso skrydžio metu. Pasitaiko skrendant š altu lietumi, šlapdriba, šlapdriba ar rūkas. Ledas dažniausiai susidaro ant sparnų, uodegų, variklių ir kitų išsikišusių kūno dalių.

Ledo plutos susidarymo greitis skiriasi ir priklauso nuo oro sąlygų ir orlaivio konstrukcijos. Buvo atvejų, kai apnašos susidaro 25 mm per minutę greičiu. Lėktuvo greitis čia vaidina dvejopą vaidmenį – iki tam tikros slenksčio jis prisideda prie orlaivio apledėjimo padidėjimo dėl to, kad per laiko vienetą ant lėktuvo paviršiaus iškrenta daugiau drėgmės. Bet tada, toliau įsibėgėjant, paviršius įkaista nuo trinties su oru ir ledo susidarymo intensyvumas mažėja.

Lėktuvo apledėjimas skrendant dažniausiai įvyksta iki 5000 metrų aukštyje. Todėl iš anksto didžiausias dėmesys skiriamas vietovės oro sąlygų tyrimui.kilimas ir nusileidimas. Apledėjimas dideliame aukštyje yra labai retas, bet vis tiek įmanomas.

Ledo šalinimas naudojant POL

Pagrindinį vaidmenį užkertant kelią apledėjimui atlieka orlaivių apdorojimas antiledo skysčiu (AFL). Ledo šalinimo priemonių gamybos lyderiai yra amerikiečių The Dow Chemical Company ir Kanados Cryotech Deicing Technology. Įmonės nuolat plečia ir tobulina savo reagentų asortimentą.

Prioritetinės tyrimų sritys yra ledo šalinimo greitis ir orlaivių ledo šalinimo trukmė. Už šiuos procesus atsakingi skirtingų tipų apsaugos nuo apledėjimo skysčiai, todėl orlaivio apdorojimas visada vyksta dviem etapais. Iš viso yra keturių tipų reagentai, kurie naudojami apdorojant orlaivį. Pirmojo tipo skysčiai yra atsakingi už esamo ledo pašalinimą iš orlaivio korpuso. II, III ir IV tipų kompozicijos tam tikrą laiką apsaugo kūną nuo apledėjimo.

Orlaivio apdorojimas ant žemės

Pirma, orlaivis apdorojamas I tipo skysčiu, praskiestu karštu vandeniu iki 60–80 0C temperatūros. Reagento koncentracija parenkama atsižvelgiant į oro sąlygas. Į kompoziciją dažnai įtraukiami dažai, kad techninės priežiūros darbuotojai galėtų kontroliuoti orlaivio dangos skysčiu vienodumą. Be to, specialios medžiagos, sudarančios POL, pagerina produkto aprėptį.

Antrasis etapas yra kito apdorojimasskystis, dažniausiai IV tipas. Paprastai jis yra identiškas II tipo kompozicijai, tačiau gaminamas naudojant modernesnes technologijas. III tipas dažniausiai naudojamas įvairių vietinių oro linijų orlaiviams ledo šalinimui. IV tipo skystis purškiamas tvarkingas ir, skirtingai nei I tipo, nedideliu greičiu. Apdorojimo tikslas – užtikrinti, kad orlaivis būtų tolygiai padengtas stora mišinio plėvele, kuri neleidžia vandeniui užš alti ant orlaivio paviršiaus.

Veiksmo metu filmas palaipsniui „tirpsta“, reaguodamas su krituliais. Gamintojai atlieka tyrimus, kuriais siekiama padidinti apsauginio sluoksnio trukmę. Taip pat tiriamos galimybės sumažinti apledėjimo skysčių kenksmingų komponentų poveikį aplinkai. Apskritai, AOL šiuo metu išlieka geriausias būdas kovoti su orlaivių apledėjimu.

Apledėjimo sistemos

Kompozicijos, kuriomis orlaiviai tvarkomi ant žemės, yra specialiai pagamintos taip, kad kilimo metu jos būtų „nupučiamos“nuo kūno paviršiaus, kad nesumažėtų keliamoji galia. Tada estafetę perima orlaivio apledėjimo jutikliai. Tinkamu momentu jie duoda komandą veikti sistemoms, kurios neleidžia susidaryti ledui skrydžio metu. Jie skirstomi į mechaninius, cheminius ir terminius (oro-terminius ir elektroterminius).

Mechaninės sistemos

Remiantis dirbtinės išorinio laivo korpuso paviršiaus deformacijos principu, dėl kurio ledas lūžta ir nupučiamas atvažiuojančio oro srauto. Pavyzdžiui, ant sparnųLėktuvo plunksna sutvirtinta guminėmis apsaugomis, kurių viduje yra oro kamerų sistema. Lėktuvui pradėjus apledėti, suslėgtas oras pirmiausia tiekiamas į centrinę kamerą, kuri sulaužo ledą. Tada šoniniai skyriai pripučiami ir ledas išmetamas nuo paviršiaus.

Cheminės sistemos

Tokios sistemos veikimas pagrįstas reagentų naudojimu, kurie kartu su vandeniu sudaro žemos užšalimo temperatūros mišinius. Norimos lėktuvo korpuso sekcijos paviršius padengtas specialia porėta medžiaga, per kurią tiekiamas ledą tirpdantis skystis. Cheminės sistemos buvo plačiai naudojamos orlaiviuose XX amžiaus viduryje, tačiau dabar jos dažniausiai naudojamos kaip atsarginis priekinių stiklų valymo būdas.

Šiluminės sistemos

Šiose sistemose apledėjimas pašalinamas kaitinant paviršių karštu oru ir variklių išmetamosiomis dujomis arba elektra. Pastaruoju atveju paviršius šildomas ne nuolat, o periodiškai. Kai kuriems ledams leidžiama užš alti, o po to sistema įjungiama. Sušalęs vanduo atsiskiria nuo paviršiaus ir jį nuneša oro srovė. Taigi ištirpęs ledas neplinta ant orlaivio korpuso.

Moderniausia plėtra šioje srityje yra GKN išrasta elektroterminė sistema. Ant orlaivio sparnų uždedama speciali polimerinė plėvelė su skysto metalo priedu. Jis paima energiją iš orlaivio borto sistemos ir palaiko temperatūrą ant sparno paviršiaus nuo 7 iki 21 0C. Ši naujausia sistema plačiai naudojama Boeing lėktuvuose.787.

Nepaisant visų „įmantrių“apsaugos sistemų, apledėjimas reikalauja didžiausio žmogaus dėmesio. Mažas neatidumas dažnai privesdavo prie didelių tragedijų. Todėl, nepaisant spartaus technologijų vystymosi, žmonių saugumas vis dar daugiausia priklauso nuo jų pačių.