Zaledenitev letala - pogoji, vzroki in posledice

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Statistični podatki kažejo, da je odstotek smrtnih žrtev v letalskih nesrečah precej nižji kot pri drugih načinih prevoza. Zaledenitev letal je pogost vzrok za nesreče, zato se boju proti njej posveča več pozornosti. V primeru vlakovne, ladijske ali prometne nesreče imajo ljudje precej velike možnosti za preživetje. Padec letal, z redkimi izjemami, vodi v smrt vseh potnikov.

Kaj povzroča zaledenitev

Naslednji deli karoserije letala so najpogosteje izpostavljeni zaledenitev:

• prednji robovi repa in kril;
• dovod zraka v motor;
• propelerske lopatice za ustrezne tipe motorjev.

Nastajanje ledu na krilih in repu vodi do povečanja upora, poslabšanja stabilnosti in vodljivosti letala. V najslabših primerih lahko krmilni elementi (krilci, zakrilci itd.) preprosto zamrznejo na krilo, nadzor nad letalom pa bo delno ali popolnoma paraliziran.

Zaledenitev dovodov zraka moti enakomernost zračnih tokov, ki vstopajo v motorje. Posledica tega je neenakomerno delovanje motorjev in poslabšanje oprijema, okvare pri delovanju enot. Pojavijo se tresljaji, ki lahko povzročijo popolno uničenje motorjev.

Pri letalih s propelerskimi ventilatorji in turbopropelerskimi leti zaledenitev na robovih propelerskih lopatic povzroči resno zmanjšanje hitrosti leta zaradi padca učinkovitosti propelerjev. Posledično plovilo morda ne bo "prispelo" do cilja, saj poraba goriva pri nižji hitrosti ostane enaka ali se celo poveča.

zemeljska zaledenitev letala

Zaledenitev je lahko na tleh ali med letom. V prvem primeru so pogoji zaledenitve letala naslednji:

• V jasnem vremenu pri temperaturah pod ničlo se površina letala ohladi bolj kot okoliška atmosfera. Zaradi tega se vodna para, vsebovana v zraku, spremeni v led - pojavi se zmrzal ali zmrzal. Debelina plošče običajno ne presega nekaj milimetrov. Lahko ga enostavno odstranite tudi ročno.
• Pri temperaturah skoraj nič in visoki vlažnosti se prehlajena voda v ozračju usede na telo letala v obliki oblog. Glede na posebne vremenske razmere se premaz razlikuje od prozornega pri višjih temperaturah do mat prevleke, podobnega zmrzali pri nižjih temperaturah.
• Zmrzovanje na površini letala megla, dež ali žled. Nastane ne le kot posledica padavin, ampak tudi, ko sneg in brozga med vožnjo s tal zaletita trup.

Obstaja tudi takšen fenomen, kot je "led v gorivo". Ko ima kerozin v rezervoarjih nižjo temperaturo kot okoliški zrak, se atmosferska voda začne usedati na območju, kjer se nahajajo rezervoarji in nastane led. Debelina plasti včasih doseže 15 mm ali več. Ta vrsta zaledenitve letal je nevarna, ker je usedlina najpogosteje prozorna in jo je težko opaziti. Poleg tega se usedlina tvori samo v predelu rezervoarja za gorivo, medtem ko preostali del telesa letala ostane čist.

Ledenje v zraku

Druga vrsta zaledenitve letala je nastanek ledu na ladijskem trupu med letom. Pojavi se pri letenju v hladnem dežju, dežju, žledu ali megli. Led se najpogosteje oblikuje na krilih, repih, motorjih in drugih štrlečih delih telesa.

Hitrost nastanka ledene skorje je različna in je odvisna tako od vremenskih razmer kot od zasnove letala. Obstajajo primeri nastanka plaka pri hitrosti 25 mm na minuto. Hitrost letala tukaj igra dvojno vlogo - do določenega praga prispeva k povečanju zaledenitve letala zaradi dejstva, da na površino letala pade več vlage na enoto časa. Potem pa se z nadaljnjim pospeševanjem površina segreje zaradi trenja z zrakom in intenzivnost nastajanja ledu se zmanjša.

Zaledenitev letala med letom se najpogosteje pojavlja na višinah do 5.000 metrov. Zato je vnaprej posvečena največja pozornost proučevanju vremenskih razmer na tem območju.vzlet in pristanek. Zaledenitev na velikih nadmorskih višinah je izjemno redka, a vseeno možna.

Odmrzovanje s POL

Glavno vlogo pri preprečevanju zaledenitve ima obdelava letal s tekočino proti zaledenitvi (AFL). Vodilni v proizvodnji sredstev za razledenitev sta ameriška The Dow Chemical Company in kanadska Cryotech Deicing Technology. Podjetja nenehno širijo in izboljšujejo linijo svojih reagentov.

Prednostna področja raziskav sta hitrost razledenitve in trajanje razledenitve letal. Za te procese so odgovorne različne vrste tekočine proti zaledenitvi, zato obdelava letala vedno poteka v dveh fazah. Skupno obstajajo štiri vrste reagentov, ki se uporabljajo pri obdelavi letala. Tekočine prve vrste so odgovorne za odstranjevanje obstoječega ledu iz telesa letala. Sestave II, III in IV tipa služijo za zaščito telesa pred zaledenitvijo za določen čas.

Obdelava letala na tleh

Najprej se letalo obdela s tekočino tipa I, razredčeno z vročo vodo do temperature 60-80 0C. Koncentracija reagenta se izbere glede na vremenske razmere. V sestavo je pogosto vključeno barvilo, tako da lahko vzdrževalno osebje nadzoruje enakomernost prevleke letala s tekočino. Poleg tega posebne snovi, ki sestavljajo POL, izboljšajo pokritost izdelka.

Druga faza je obdelava naslednjetekočina, najpogosteje tip IV. Na splošno je identična sestavi tipa II, vendar se proizvaja z uporabo sodobnejše tehnologije. Tip III se najpogosteje uporablja za razledenitev letal različnih lokalnih letalskih družb. Tekočina tipa IV se razprši čisto in za razliko od tipa I z nizko hitrostjo. Namen obdelave je zagotoviti, da je letalo enakomerno prevlečeno z debelim filmom spojine, ki ne dopušča zmrzovanja vode na površini letala.

Med dogajanjem se film postopoma "topi" in reagira s padavinami. Proizvajalci izvajajo raziskave, namenjene povečanju trajanja zaščitne plasti. Proučujejo se tudi možnosti zmanjševanja vpliva škodljivih sestavin protizaledenitvenih tekočin na okolje. Na splošno je AOL trenutno najboljši način za reševanje zaledenitve letal.

sistemi proti zaledenitvi

Sestave, s katerimi se letalo upravlja na tleh, so posebej izdelane tako, da jih med vzletom "odpihne" s površine telesa, da ne bi zmanjšali vzgona. Nato palico prevzamejo senzorji zaledenitve letala. V pravem trenutku dajo ukaz za delovanje sistemom, ki preprečujejo nastajanje ledu med letom. Delimo jih na mehanske, kemične in toplotne (zračno-termične in elektro-termične).

Mehanski sistemi

Zasnovan na principu umetne deformacije zunanje površine ladijskega trupa, zaradi česar se led lomi in ga odpihne nasproti zračni tok. Na primer na krilihPerje letala je ojačano z gumijastimi ščitniki s sistemom zračnih komor v notranjosti. Ko se letalo zaledi, se stisnjen zrak najprej dovede v osrednjo komoro, ki razbije led. Nato se stranski predelki napihnejo in led se vrže s površine.

Kemični sistemi

Delovanje takšnega sistema temelji na uporabi reagentov, ki v kombinaciji z vodo tvorijo zmesi z nizko lediščem. Površina želenega dela telesa letala je prekrita s posebnim poroznim materialom, skozi katerega se dovaja tekočina, ki raztopi led. Kemični sistemi so bili sredi 20. stoletja široko uporabljeni na letalih, zdaj pa se uporabljajo predvsem kot rezervna metoda za čiščenje vetrobranskih stekel.

Toplotni sistemi

V teh sistemih se zaledenitev odstrani s segrevanjem površine z vročim zrakom in izpušnimi plini iz motorjev ali z elektriko. V slednjem primeru se površina segreva ne nenehno, ampak občasno. Nekaj ledu je dovoljeno zamrzniti, nato pa se sistem vklopi. Zamrznjena voda se loči od površine in jo odnese zračni tok. Tako se stopljeni led ne širi po telesu letala.

Najsodobnejši razvoj na tem področju je elektrotermični sistem, ki ga je izumil GKN. Na krila letala se nanese poseben polimerni film z dodatkom tekoče kovine. Jemlje energijo iz sistema na krovu letala in vzdržuje temperaturo na površini kril od 7 do 21 0C. Ta najnovejši sistem se pogosto uporablja na letalih Boeing.787.

Kljub vsem "fancy" varnostnim sistemom, zaledenitev zahteva največjo pozornost s strani osebe. Majhna nepazljivost je pogosto vodila do velikih tragedij. Zato je kljub hitremu razvoju tehnologije varnost ljudi še vedno v veliki meri odvisna od njih samih.