.jpg/1280px-EDMONTON_MUNI_AIRPORT_(11165131514).jpg)
В авиации наземная противообледенительная обработка самолетов — это процесс удаления поверхностного инея , льда или замерзших загрязнений с поверхностей самолета перед взлетом. Это предотвращает серьезное влияние даже небольшого количества поверхностного инея или льда на поверхности самолета на летные характеристики. Замерзшие загрязнения на поверхностях также могут откалываться в полете, повреждая двигатели или поверхности управления.
В крупных аэропортах в климатических условиях, благоприятствующих обледенению земли, будут установлены какие-то системы противообледенительной защиты земли. В конечном итоге, ответственность за обеспечение выполнения всех необходимых процессов противообледенительной защиты перед вылетом лежит на командире воздушного судна.
Самолеты часто оснащаются системами защиты от обледенения и/или ледофобными покрытиями поверхности для контроля обледенения в полете ; однако они не считаются заменой адекватной наземной противообледенительной обработки.
Летные характеристики самолета чрезвычайно чувствительны к малейшим неровностям поверхности, в частности, вызванным инеем, льдом или снегом. Они могут нарушить плавный поток воздуха по поверхностям; добавить вес планеру; помешать управляющим поверхностям; или ослабнуть в полете и вызвать ударное повреждение планера или двигателей. Слой толщиной всего 0,4 мм (1/64 дюйма) может оказать существенное влияние на подъемную силу, сопротивление и управление. [1]
Обледенение земли может произойти даже при температуре окружающей среды выше нуля, в результате процесса, известного как «холодное замачивание». В этой ситуации лед образуется из-за того, что топливо в крыльевых баках находится при температуре ниже нуля, что приводит к образованию конденсата на крыльях, который впоследствии замерзает.
Многие авиакатастрофы были приписаны расследованиям после аварий к тому, что эксплуатанты самолетов не удалили поверхностный иней, лед и/или снег перед взлетом. Такие аварии включают:
Перед каждым полетом командир воздушного судна обязан осмотреть планер на предмет инея, льда и снега. Это можно сделать визуально или с помощью специально разработанных систем обнаружения наземного льда (GIDS). [2]
При обнаружении или подозрении на наличие инея, льда или снега перед взлетом необходимо провести противообледенительную обработку воздушного судна одним или несколькими из перечисленных ниже методов.
Осложняющим фактором является то, что окружающие атмосферные условия могут быть такими, что загрязнение начнет накапливаться снова сразу после завершения удаления льда. Например, может идти снег. Процесс удаления льда должен учитывать это, чтобы гарантировать, что самолет останется свободным от загрязнения до момента взлета. Обычно это включает добавление вязкой «противообледенительной» жидкости, которая останется на крыльях и немедленно растапливает падающий снег.
Время между обработкой против обледенения и взлетом называется «временем удержания» (HOT). Различные авиационные власти (например, Федеральное управление гражданской авиации США (FAA), [3] Министерство транспорта Канады [4] ) публикуют подробные таблицы, в которых указано время удержания для различных комбинаций жидкостей для удаления льда и атмосферных условий.
Время ожидания может быть коротким, иногда всего несколько минут, поэтому противообледенительная обработка коммерческих пассажирских самолетов обычно выполняется после того, как пассажиры находятся на борту, а самолет в остальном готов к вылету. Таким образом, самолет может вылететь сразу после завершения противообледенительной обработки.
Если самолет превысит свое время защиты, его необходимо снова очистить ото льда. Если использовалась противообледенительная жидкость, то эта жидкость теперь будет считаться «неудавшейся» и должна быть удалена перед повторным нанесением. Противообледенительные жидкости нельзя наносить поверх предыдущего неудавшегося слоя.
Поскольку обледенение воздушных судов является важной проблемой безопасности, большинство авиационных властей и эксплуатантов коммерческих воздушных судов требуют наличия подробных планов управления и ведения учета, чтобы гарантировать, что этот процесс выполняется безопасно, организованно, своевременно и повторяемо.
В большинстве случаев наземная противообледенительная обработка осуществляется путем распыления на самолет противообледенительной жидкости непосредственно перед вылетом. Для коммерческих самолетов эта жидкость обычно наносится на загрязненные поверхности с помощью специально разработанной машины. Для небольших самолетов может быть достаточно ручного распылителя.
Противообледенительные жидкости обычно основаны на пропиленгликоле или этиленгликоле , которые замерзают при более низкой температуре, чем вода. Существует несколько различных типов жидкостей, которые делятся на две основные категории:
В некоторых случаях на самолетах применяются оба типа жидкости — этот процесс известен как двухэтапная защита от обледенения.
Противообледенительные жидкости на основе гликоля токсичны, а экологические проблемы при использовании таких жидкостей включают повышенную соленость грунтовых вод, когда противообледенительные жидкости сбрасываются в почву, и токсичность для людей и других млекопитающих. [5] [6] Таким образом, исследования нетоксичных альтернативных противообледенительных жидкостей продолжаются. [5]
Возможно, самолет можно разморозить с помощью горячей (60 °C или 140 °F) воды, если погодные условия позволяют. В зависимости от обстоятельств, за этим может последовать применение жидкости для размораживания типа I, чтобы предотвратить повторное замерзание. [7]
Для сдувания скопившегося снега можно использовать принудительную подачу воздуха, при условии соблюдения мер предосторожности, чтобы не повредить компоненты самолета.
Если температура наружного воздуха (ТНВ) выше точки замерзания, то для удаления инея и льда можно также использовать ненагретый приточный воздух, возможно, в сочетании с последующим применением противообледенительной жидкости. [8]
Нагретый принудительный воздух обычно не используется, поскольку это может привести к повторному замерзанию расплавленных загрязнений на поверхностях самолета и/или повреждению его компонентов.
Использование принудительной подачи воздуха для удаления льда является развивающейся технологией. [1] В настоящее время разрабатываются гибридные системы, использующие нагретый воздух вместе с противообледенительными жидкостями, с целью сокращения количества требуемых жидкостей.
Прямой инфракрасный нагрев также был разработан как метод борьбы с обледенением самолетов. Этот механизм передачи тепла значительно быстрее, чем обычные режимы передачи тепла, используемые в жидкостях для борьбы с обледенением (конвекция и проводимость) из-за охлаждающего эффекта воздуха на распыляемую жидкость для борьбы с обледенением.
Одна инфракрасная система удаления льда требует, чтобы процесс нагрева происходил внутри специально построенного ангара. Эта система имела ограниченный интерес среди операторов аэропортов из-за пространства и связанных с ним логистических требований к ангару. В Соединенных Штатах этот тип инфракрасной системы удаления льда использовался в ограниченном объеме в двух крупных узловых аэропортах и одном небольшом коммерческом аэропорту. [9] : 80–81 [10]
Другая инфракрасная система использует мобильные, смонтированные на грузовике нагревательные устройства, которые не требуют использования ангаров. [11] Производитель утверждает, что система может использоваться как для самолетов с фиксированным крылом, так и для вертолетов, хотя он не привел ни одного случая ее использования на коммерческих самолетах. [12]
Механическое удаление льда с помощью таких инструментов, как метлы, скребки, веревки и швабры, может быть использовано для минимизации количества жидкости или необходимого теплового удаления льда. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить поверхности, антенны, трубки Пито и т. д. Также важно отметить, что даже тонкий слой инея может серьезно повлиять на летные характеристики, поэтому механические методы обычно недостаточны сами по себе. Однако в чрезвычайно холодных условиях распыление противогололедных веществ может быть непрактичным, и механическое удаление льда остается единственной возможностью. [1]
Замерзшие загрязняющие вещества на поверхностях самолета в конечном итоге растают, если самолет поместить в теплый ангар, но в зависимости от обстоятельств, иней или лед могут образоваться на поверхностях после того, как самолет будет выведен из ангара, и потребуются другие виды противообледенительной обработки. В частности, разница в температуре топлива в крыльевых баках и окружающего воздуха может привести к образованию инея. [1]
Обычно вентиляторные реактивные двигатели нельзя очищать ото льда с помощью жидкостей на основе гликоля, так как это может привести к повреждению самого двигателя или связанных с ним систем отбора воздуха. [13] Вместо этого большинство производителей самолетов определяют процедуру «сбрасывания льда» с двигателя, которая должна выполняться перед взлетом, что подразумевает раскрутку двигателя до определенных оборотов в минуту в течение определенного периода времени.
.jpg/1280px-Central_Deice_Facility_(5378244121).jpg)
Коммерческие аэропорты, расположенные в климатических зонах, благоприятствующих обледенению на земле, часто имеют очень сложные технологии и оборудование для борьбы с обледенением.
Обычно противообледенительные жидкости наносятся с помощью специализированного транспортного средства, похожего на подъемную платформу "cherry picker" . Эти транспортные средства включают в себя баки для жидкостей, средства для нагрева этих жидкостей и систему для подачи этих нагретых жидкостей под высоким давлением.
SAE International публикует стандарты и требования к противообледенительным машинам, в том числе: SAE ARP1971 (Самоходная противообледенительная машина для самолетов) [14] и SAE ARP4806 (Функциональные требования к самоходным противообледенительным машинам) [15] .
Самолеты могут быть обработаны против обледенения в ангаре, на выходе на посадку/вылет или на перроне аэропорта, предназначенном для удаления обледенения. Преимущество последнего варианта заключается в том, что он облегчает сбор стекающей противообледенительной жидкости для переработки.
Для удаления льда может потребоваться большое количество жидкостей. Аэропорты должны иметь соответствующие хранилища и транспортные сооружения для этих жидкостей.
Этиленгликоль и пропиленгликоль оказывают высокий уровень биохимической потребности в кислороде (БПК) во время разложения в поверхностных водах. Этот процесс может отрицательно влиять на водную жизнь, потребляя кислород, необходимый водным организмам для выживания. Большие количества растворенного кислорода (РК) в толще воды потребляются, когда микробные популяции разлагают пропиленгликоль. [16] : 2–23
Достаточные уровни растворенного кислорода в поверхностных водах имеют решающее значение для выживания рыб, макробеспозвоночных и других водных организмов. Если концентрация кислорода падает ниже минимального уровня, организмы эмигрируют, если это возможно, в районы с более высоким уровнем кислорода или в конечном итоге погибают. Этот эффект может резко сократить количество пригодной для использования водной среды обитания. Снижение уровней РК может сократить или устранить популяции донных кормящихся организмов , создать условия, которые способствуют изменению профиля видов сообщества или изменить критические взаимодействия в пищевой цепи . [16] : 2–30
Для удаления льда с самолетов может потребоваться значительное количество противообледенительной жидкости, обычно сотни галлонов на самолет. Некоторые аэропорты перерабатывают использованную противообледенительную жидкость, отделяя воду и твердые загрязняющие вещества, что позволяет повторно использовать жидкость в других целях. Другие аэропорты имеют собственные очистные сооружения сточных вод и/или отправляют собранную жидкость на муниципальную очистную станцию или коммерческую очистную станцию сточных вод. [9] : 68–80 [17]
Медиа, связанные с De-icing of aircraft на Wikimedia Commons