Краснодарское высшее авиационное училище летчиков
12 кафедра навигации и боевого приминения
Дисциплина:
Авиационная метеолорогия
Реферат по теме: обледенение самолета
К-Т ЭСОНО АНГОНО М.А.
Учебная группа 52/4
Руковадитель: Красотский Геннадий Алексеевич
Обледенение — процесс образования льда на поверхностях различных предметов, зданий и т. д. при низкой температуре.
При знакопеременной погоде при обледенении на зданиях активно происходит процесс образования сосулек. Сегодня единственным эффективным методом борьбы с образованием наледей на кровле и в водосточных трубах, получившим наибольшее распространение в мире, является кабельная противообледенительная система (КПО). В её основе — специальные нагревательные (мощностью примерно 50 кВт) кабели, которые прокладываются по краям кровли в желобах и водостоках и во всех местах, где может образовываться наледь.
В авиации
При полёте в атмосфере, содержащей переохлажденные капли воды (то есть воды в жидкой фазе при отрицательной температуре) активно происходит (в большинстве случаев) обледенение на поверхностях летательного аппарата. При столкновении с лобовыми поверхностями агрегатов летательного аппарата переохлажденные капли воды быстро кристаллизуются, образуя ледяные наросты различной формы и размеров. Опыт эксплуатации авиационной техники показывает, что обледенение, наряду с турбулентностью атмосферы, электрическими разрядами, возможностью столкновения с птицами, является одним из наиболее опасных воздействий естественной внешней среды, которое существенно влияет на безопасность полета. Статистические данные о частоте случаев обледенения летательного аппарата для различных географических районов Земли показывают, что хотя возможность обледенения наблюдается в широком интервале отрицательных температур, наибольшая вероятность существует при полетах в диапазоне температур от -5° С до −10° С и влажности более 85%. Вне этого интервала вероятность обледенения быстро понижается.
Однако, в зависимости от внешних условий лед может иметь различную структуру (а отсюда, соответственно, прочность и сцепление с обшивкой самолета), а также форму, которую он принимает, оседая на поверхности элементов конструкции.
Во время полета лед может появляться на поверхности планера тремя путями. Начиная с конца:-), назовем два их них, как менее опасные и, так сказать, малопродуктивные (по практике).
Первый тип — это так называемое сублимационное обледенение. В этом случае происходит сублимация водяных паров на поверхности обшивки летательного аппарата, то есть превращение их в лед, минуя жидкую фазу (фазу воды). Обычно это происходит, когда воздушные массы, насыщенные влагой контактируют с сильно охлажденными поверхностями (при отсутствии облаков).
Это, например, возможно, если на поверхности уже имеется лед (то есть температура поверхности низка), либо, если самолет быстро теряет высоту, перемещаясь из более холодных верхних слоев атмосферы в более нагретые нижние, сохраняя тем самым низкую температуру обшивки. Образовавшиеся в этом случае кристаллы льда непрочно держатся на поверхности и быстро сдуваются набегающим потоком.
Второй тип — так называемое сухое обледенение. Это, попросту говоря, оседание уже готового льда, снега или града при пролете самолета через кристаллические облака, которые охлаждены настолько, что влага в них содержится в замороженном виде (то есть уже сформировавшиеся кристаллы).
Как известно, лед — это одно из агрегатных состояний вещества, в данном случае воды. Получается он посредством перехода воды в твердое состояние, то есть ее кристаллизации. Всем известна температура замерзания воды — 0°С. Однако это не совсем «та температура». Это так называемая равновесная температура кристаллизации (по-другому теоретическая).
В гидрометеорологии интенсивность обледенения принято измерять в миллиметрах в минуту (мм/мин). Градация здесь такова: слабое обледенение — до 0,5 мм/мин; от 0,5 до 1,0 мм/мин — умеренное; от 1,0 до 1,5 мм/мин — сильное и свыше 1,5 мм/мин — очень сильное обледенение.
ВИДЫИ ФОРМЫОТЛОЖЕНИЯ ЛЬДА НА ПОВЕРХНОСТИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Виды, характер и формы отложения льда весьма разнообразны и зависят от многих факторов, особенно от размера капель, температуры воздуха, наличия ледяных кристаллов, а также от режима полета.
Основными видами обледенения являются: лед, изморозь, иней. По характеру отложения лед бы вает: прозрачный, матовый шероховатый, белый крупооб разный.
Прозрачный лед образуется при полете в зоне переохлажденных осадков и в об лаках,
состоящих из крупных переохлажденных капель при температуре 0°С…-5°С (иногда до -10°С).
Матовый шероховатый лед образуется при полете в смешанных облаках, состоящих из различных по величине капель воды, лед яных кристаллов и снежинок при температуре -5°С…-10°С (иногда до -20°С).
Белый крупообразный лед образуется при полете в облаках, состоящих из однородных очень мелких капель воды при температуре ниже -10°С.
Изморозь – это белое крупнозернистое кристаллическое отложение, которое образуется при полете в облаках, состоящих из мелких переохлажденных капель и ледяных кристаллов при температуре ниже -10°С. Изморозь возникает при замерзании мелких капель вместе с ледяными кристаллами. На поверхност и ВС держится непрочно, стряхивается при вибрации частей ВС в полете, иногда сдувается встречным потоком. При большой продолжительности полета изморозь нередко достигает значительной толщины, имеет неровную форму от ложения с рваными выступающими краями, отдельными иглами и столбиками. Это делает полет опасным.
Иней – это белое мелкокристаллическое от ложение, которое образуется в результате сублимации вод яного пара на поверхности ВС. Наблюдается при быстром снижении ВС или при входе в слой инверсии при наборе высоты, когда холодное ВС попадает в теплый слой воздуха. Иней легко от деляется от поверхности вследствие вибрации ВС или воздействия воздушного потока. Образование инея прекращается после того, как ВС примет температуру окружающего воздуха, что при обычных скоростях бывает через 2...3 минуты после попадания ВС из холодного воздуха в более теплый. Непосредст венной опасности для полета не представляет, но значительно увеличивает интенсивность любого другого вида обледенения. При отложении на остеклении кабины пилот а иней затр удняет визуальный об зор и управление ВС.
По форме отложения льда и его распределению по поверхности крыла различают
- профильное обледенение (а);
- клинооб разный ледяной нарост (б);
- желобкообразный лед (в);
- барьерный лед (г).
· Профильное обледенение возникает в переохлажденном дожде или в облаках с большой водностью и крупными каплями. Лед от кладывается на большой ширине профиля, и форма ледяного отложения почти повторяет профиль крыла.
· Клинообразный ледяной нарост – это отложение льда на сравнительно узком участке передней кромки крыла, образующееся при полет е в облаках, содержащих мелкие переохлажденные капли или их смесь с ледяными кристаллами. Лед обычно непрозрачный, поскольку мелкие капли быстро замерзают, сохраняя свою форму, почти не растекаясь по крылу.
· Желобкообразный лед образуется при обледенении скоростных ВС, когда вследствие кинетического нагрева на передней кромке крыла температура положительная. В этом случае каплистекают по профилю крыла от передней кромки к его периферии с отрицательной температурой, где и замерзают.
· Барьерный лед – неровный ледяной валик на значительном удалении от передней кромки крыла. Он возникает при таких температурах, когда оседающая вода на передней кромке крыла скоростного самолета не полностью испаряется, а ее остаток стекает назад по профилю крыла и на некотором удалении замерзает.