Giriş: Aerodinamiks'te Buz Gizli Tehlikesi

On yıllardır, uçak icing, havacılıktaki en çok şüpheli tehlikelerden biri kalmıştır -özellikle soğuk iklimlerde operasyonlar için. süper soğutmalı su damlacıkları ile karşılaşmak, iyi bir şekilde ayarlanan asansör ve sürüklenme özellikleri, uçuşun imkansız hale geldiği noktaya kadar. 1980'den beri, Ulusal Ulaşım Güvenliği Kurulu (NTSB) hava durumuyla ilgili 250 ölümcül kazalar atladı, performans kaybının hızını ve ciddiyetini hafifleten pilotlar içeren birçok kişi.

Buz Accretion Fiziği: Clear, Rime ve Karma Buz

Uçuşta üç temel yapısal icing türü, aerodinamik üzerinde her biri farklı etkiler.ETHFLT:0)Clear buz) Büyük süper soğuk su damlacıkları (above 40 mikrometre) yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş, hava akışına uygun olarak bozulmamış su akışına sahip olan ısıtılır, çünkü hava akışına bağlı olarak bozulmamış bir şekilde bozulmamış olabilir.

[FONT:0]Rime buz[DÜDÜT:1] küçük damlacıklar etkisi anında dondurduklarında geliştirir (genellikle -15°C altında), tuzak havayı kapatıp bir opak, kaba, sert, sert bir kabuk oluşturmak. Bu kabalık hemen sınır tabakasına doğru geziyor ve çok ince birikimiyle bile asansörü azaltır - yarım inçden daha az.

[FONT:0]Mixed ice[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜSÜSÜŞÜNÜSÜŞÜN:0)Köpektif buz[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ], her ikinin özelliklerini bir araya getiriyor, model olmak, özellikle modellemekümlü yüzeysel olarak zor olan düzensiz yüzey dokular yaratıyor. Bu tür, çeşitli damlacıklı bulutlarlaçsüzdürülen çeşitli damlacık boyutlarda ortaktır ve en tehlikeli olan ayrımı ile yaygındır, çünkü bu tür ayrımlar arasındakidirsel fark edilemez.

Süper soğutmalı Büyük Droplets: Büyüyen Bir Endişe

Supercooled large droplets (SLD), FAA tarafından Appendix O'nun altında 50 mikrometreyi aştığında tanımlanan, eşsiz bir tehdit oluşturuyor. Daha küçük damlacıklardan farklı olarak, SLD, buzların dondurulmasını, buzların ısıtılması veya ısıtılmasının ardındaki yollara yol açıyor - "geri dönüş" buzulları, 1994 ATR-72 kazasında Roselawn uzak durmuş durumda, Indiana, bir buz sırt çantasını donduranmış bir kontrol kaybının etrafında akabiliyor.

Buz Nasıl İzliyor: Degradasyonun İki Aşaması

Asansör, kanat boyunca düzgün bir baskıya bağlıdır. Buz kirliliği iki farklı aşamada bunu bozar. İlk olarak, büyük kabalık ve horn şeklinde accretions, laminar sınırının bülanseli akmasına geçiş için geçişini kuvvetle ifade eder.

İkincisi, tezgah açısı dramatik bir şekilde düşüyor - belki de 16 derece temiz konfigürasyondan 8 derece düşük derecede düşük derecede düşük bir buzla yaklaşabilir. Normal hızda yaklaşan bir uçak, herhangi bir uyarı olmadan yeni tezgah hızının üstünde çalışabilir, çünkü durgun uyarı sistemleri genellikle temiz kanat için kalibre edilir.

Artan Stall Hız ve Margins'i Azladı

Çünkü asansör, seviye uçuşta ağırlık verir, daha düşük bir C)Lmax[D) uçağın daha hızlı bir şekilde yüksek irtifayı korumak için uçmasını sağlar. FAA çalışmaları, tipik bir rime buzun% 15-30 oranında durabileceğini gösteriyor.Özellikle 60 düğümün temiz bir şekilde, kondüktörsüz bir şekilde, kirli pilotların sadece temiz bir sesle uçan hızlara alışkın olduğu 78 düğümde bir kaza anlamına geliyor.

Drag Escalation: Kabalık, Ayrılık ve Güç Gereksinimleri

Buz hem parasitesini hem de indüklenmiş sürükler. Parasite sürüklenme şiddetli yüzey kabağından yükselir, bu da deri sürtünme katlarını ikiye katlayabilir veya üç katlayabilir.Indük drag to generate the mistake distribution lights to generate over a small effective area, intenseing type vortices.The asansör-to-drag rate (L/D) Ikinci rüzgar tüneli testlerinde sadece yüksek oranda artış gerektirir.

Bu sürüklenme cezası doğrudan operasyonel sonuçlar doğurmaktadır. Motorlar, varışta yakıt artışını azaltmalıdır, uçak topak arazisini belgelenmiş durumda, yaklaşık% 40'tan fazla yakıtlı bacaklı bir şekilde yakılmış yakıtın yakılmasına neden olmalıdır. Yüksek itme ayarları da tırmanma marjlarını azaltır, buz devam ederse uçak tonmayı başaramaz.

Effects Across Airplane classes

İnce havafoils ve hafif kanat yüklemeleri olan küçük genel havacılık uçakları, yüksek kanat yüklemeleri ile daha dramatik bir yüzde artışları çeker, ancak Cessna 172'de bir darbenin yüzlerce dakikası ağır icingte kadar yüksek taşıma ünitesinde neredeyse doubling gücü gereklidir.

Yer: The Takeoff Tehdit

Zemindeki buz eşit derecede ölümcül. Frost, kar ve taksi sırasında kanatları donduran ve yol açtığım mesafe buz gibi ağır bir şekilde yok edilir - ancak bir tezgahtan geri çekilmek için hiçbir yükseklik olmadan. 1982 Air Florida Flight 90 kaza, bir Boeing 737 kısa bir süre sonra Potomac Nehrine çarptığında, kısmen yol açan kenarda buz ve motor sensörüne yol açtı.

"temiz uçak konsepti", donmuş bir kirlenmenin aerodinamik yüzeylere, pitot-statik limanlara, kablolara veya kontrole bağlı olarak, dünya çapındaki düzenleme ajansların bu ayrıntılı tutma süresi (HOT) tablolarının temel alınarak kullanılmasını sağlar. Tip I sıvısı öncelikle de-ikincin (removal) ve kısa süreli koruma sağlar; Tip IV sıvısı, karda tutma veya dondurmada kalınır.

Akışkanlar Mekaniği ve Limitleri

Katıların kontrasepü ile uçak derisi arasındaki bağı kırıyor, ancak anti-ikleştirici sıvılar yeniden serbest bırakılan koruyucu bir film oluşturur.Grup süresi son sıvı uygulama sona erdiğinde başlar; özellikle de hava durumu tedavi edilen yüzeylerde buzun oluşmasını engelleyemiyorsa, uçak yeniden tedavi edilir.

Yüzey ve İstikrar Tehlikeleri

Buz kuyrukları önde gelen kenarlar kuyruk düzlemine neden olabilir, ki bu genellikle aniden, ani, uncommanded burun aşağı yukarı aşağı yukarı doğru inmek için geri çekilmek için bir yol olabilir. Bu tehlike 1994 ATR-72 kazadan sonra yaygın bir ilgi kazandı, donmuş yağmur ve SLD yarattı buz aft of de-icing botlar, boklamaların kaybından kaçınmak için gereklidir.

Ölçümleme ve Sensör Icing: Sahte okumalar, Gerçek Tehlike

Çiğdem tüpleri, statik limanlar ve açısal saldırılar (AoA) sensörleri tehlikeli bir şekilde yanıltıcı veriler üretebilir. bloke bir pitot tüpü, tırmanma sırasında hava kirliliğini okumak için havali bir göstergeye neden olur; kanat zaten durmuş ve uçuş yöneticilerinin verdiği engellere kadar, ağır havalimanları ve yedek sistemlerin bazı korumaları fark etmesi gerekir, ancak sert olmayan havali fişleri ve kontrolleri ile ilgili uyarı sistemleri zorlaştırır.

Mitigation Technologies: From pnömatik Boots to Ultrasoniks

Uçak iki koruma kategorisine güveniyor: Anti-icing (preventing ice form) ve de-icing (küre sonrası buz salımı) = 0:0)Pneumatic de-icing botları –) yol boyunca hızlanan motor havaileri (veya elektrik ısısı) bu sıvı pompalar üzerinde etkili bir şekilde çalışır.

Gelişen teknolojiler, daha az güçle deri ve parçalanmış buzları ve [Döneticisel genişlikte sistemler (EMEDS)[Döneticileri) içerir ve [Döneticileri] ile parçalanır ve [Döneticisel su-dikalleri [Döneticileri)[Dönlendirmek için yüksek frekanslı titreşimler üretirler.

Ground Buz Tespiti ve Karar Desteği

Modern havaalanları, pilotlara ve zemin mürettebatlarına yardım etmek için zemin tabanlı kameralar ve otomatik buz algılama sistemleri kullanır. Bazı havayolu şirketleri uçuş güvertesinde kanat yüzeylerini gösteren kameraları donduruyor, taksi sırasında son kontrollere izin veriyor. Bu sistemler, gerçek zamanlı hava izleme ve zaman izleme ile bir araya geldi, dinamik koşullarda go/no-go kararı geliştirdi.

Pilot Eğitimi ve Operasyonel Stratejiler

En iyi teknoloji bile sınırları vardır; pilot yargı, artık silinmiş performans bozulmasını taklit eden senaryo tabanlı modüller içeriyor. Simulators model asansörü azalttı, sürüklendi ve buzun en üst üste tanınmasını öğretmek için yeniledi - koruma altındaki yüzeylerde buz gibi görsel yollar (korunmasız havalar ve araçsız hava durumu için geçişleri dahil) içerir.

Pilotlar, "Bilgeme Tarihi Icing" (FIKI) sertifikalı uçak sınırlamaları olduğunu anlamalıdır - özellikle de süper soğutmalı büyük damlacıklar, Avrupa Birliği Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA) AMC-25 malzeme, uçak yeteneklerini değerlendiren performans gerekliliklerini belirlemelidir.

Düzenleme ve Evrim

Amerika Birleşik Devletleri'nde, 14 CFR Bölüm 25 ve Bölüm 23, hizmette beklenen en tehlikeli birikimi temsil etmek için uçuş testleri gerektirir (Bölüm 25 Appendix O) nispeten son derece büyük uçaklarla sistem performansına göre test edilir.

Future: Tahmin edici Tespit ve Bütünleşik Koruma

Araştırmacılar, uçağın önünde süper soğuk su içeriğini tespit edebilecek LIDAR ve mikrodalga sensörleri geliştiriyorlar, pilotların tamamen tehlikeli bulutlardan kaçınmasını sağlıyor. Gerçek zamanlı aerodinamik performans verileri (örneğin, tahmin edilen asansör kaybı) ile bu teknolojilerin bir sonraki nesili, ağırlama marjlarını proaktif olarak uyarabilecektir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Buzların asansörü nasıl etkilediğini anlamak ve sürüklenme güvenli soğuk havalandırıcı hava savunmaları için gerekli olduğunu anlamak, kanatları yok etmek, asansörü yok etmek, gelişmiş buz algılama ve koruma sistemlerinin artan kullanılabilirliği ile, havacılık endüstrisi her zaman riskin ortadan kaldırılması için daha iyi donanımlıdır - ama en son sorumluluk pilotla kalır: buz eyleminin güvenli bir şekilde gerçekleşmesi ve pilot eğitim, kararlı olmayan performansların daha önce birçok engel yaratır.