【簡介:】本篇文章給大家談談《飛機空中積冰條件》對應的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、飛機機身結冰是什么物態(tài)變化
2、飛機在高空飛行的時候,是如何保證機翼不結冰的
本篇文章給大家談談《飛機空中積冰條件》對應的知識點,希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、飛機機身結冰是什么物態(tài)變化
- 2、飛機在高空飛行的時候,是如何保證機翼不結冰的?
- 3、1. 什么叫飛機積冰?形成飛機積冰的基本條件是什么
- 4、飛機為什么特別害怕結冰,飛機結冰對飛機有什么危害?
- 5、飛機結冰原因
- 6、飛機在寒冷的天氣飛行,如何防止機翼結冰?
飛機機身結冰是什么物態(tài)變化
飛機機身結冰:主要是水蒸氣凝華而來的。
形成凝華的條件比較特殊,一般是要求氣體的濃度要到達一定的要求,溫度要低于凝固點的溫度,比如低于0攝氏度的時候的水蒸氣等,形成原因一般是急劇降溫或者由于升華現象造成。
相關
升華和凝華互為逆過程
使已有碘蒸氣的燒瓶降溫散熱,碘蒸氣將直接凝華成固態(tài)碘。
在燒瓶中放少量固態(tài)的碘,并且對燒瓶微微加熱(如用沸水加熱,達不到熔點但能觀察到升華凝華),固態(tài)的碘沒有熔化成液態(tài)的碘,而是直接變成了碘蒸氣。停止加熱后,碘蒸氣并不液化,而是直接附著在燒瓶上形成固態(tài)的碘。前者是升華現象,后者是凝華現象。
飛機在高空飛行的時候,是如何保證機翼不結冰的?
因為飛機有配套的防結冰系統(tǒng)和除冰系統(tǒng)。
一、飛機機翼結冰危害。
飛機之所以能飛起來,主要靠的是飛機機翼切割空氣產生的壓強,進一步產生的上升力,一旦飛機機翼結冰,首先是增加了飛機的重量,其次是改變了飛機機翼的外形,會影響飛機的飛行性能,甚至導致飛機飛行高度迅速下降。
二、飛機機翼結冰條件。
首先是溫度飛機機翼在10度到-10度的時候,如果遇到空氣潮濕的地方有充足的水汽的話,一般就會很快結冰,高空飛行的飛機勢必要穿越云層,也就是說飛機高空飛行機翼結冰不可避免。
三、飛機機翼除冰的方法。
機械除冰:機械除冰比較簡單粗暴,就是利用氣動力或者離心力又或者震動來除去機翼上的冰,不過這種除冰方式有弊端,飛機的機翼氣流是影響飛機飛行的重要因素,以上方法都會改變機翼形狀,會影響飛機飛行。這種方法一般應用于過去的低速飛行飛機,甚至有一段時間可以打開窗子用棍子敲冰,不過隨著飛機的飛行速度加快,這種方法已經淘汰了。
物理防冰:物理防冰也是一種比較簡答的方法,最常見的方法就是在飛機的機翼上涂抹涂層或者添加劑,最常見使用的就是防凍液,因為防凍液的冰點很低,在與機翼上的水相遇的時候不容易結冰。常見的防凍液有乙烯乙二醇、異丙醇、乙醇等。
熱防護法:熱防護法是目前應用最廣泛,也是最成熟的除冰方法了,主要分為電加熱和氣體加熱兩種方法,在飛機機翼的溫度過低的時候,引導發(fā)動機熱氣流噴射機翼表面可以有效地防止機翼結冰,或者在機翼下方安裝電加熱部件,按照一定的時間對機翼進行加熱也可以有效防止機翼結冰。
1. 什么叫飛機積冰?形成飛機積冰的基本條件是什么
簡單來說就是飛機結冰,雨水或雪飛落到飛機各部,因為金屬溫度低,雨水結冰。雪因為機艙暖氣或引擎融化為水,等溫度變低后重新凝結,凝結為冰。
基本條件:水,足夠低的溫度。
飛機為什么特別害怕結冰,飛機結冰對飛機有什么危害?
首先,從結冰的條件來看,除了溫度需要在零度以下,還需要充足的水氣。大型運輸機在10000米~12000米高度的平流層飛行,空氣稀薄,水蒸氣非常少,所以即便溫度很低也看不到飛機的舷窗上結冰。
其次,飛機舷窗結冰的概率比迎風面結冰概率小得多。飛機的迎風部位包括機翼前緣、水平尾翼和垂直尾翼的前緣、動力裝置、駕駛室風擋和特殊設備的外露部分。迎風面“撞”到過冷水滴(負溫下未凍結的液態(tài)水滴)或冰粒的概率更高,因為無論過冷水滴還是比面粉還細的冰粒,都不會繞開前緣去“撞”后緣的。
不過,飛機飛到巡航高度之前和之后,結冰并非不可能發(fā)生。這就要說到飛機表面結冰的本質了。水氣凝結成冰伴隨著熱量交換,結冰與其說與溫度有關,不如說與熱量交換有關。高空氣象條件多樣,可能分布著大量固態(tài)冰晶,有些比沙還細,懸浮在空中,遇到飛機時,如果飛機表面的溫度比它的溫度高,細小的冰晶就會融化成水,有些附著在飛機表面,有些被高速空氣吹散,有些進入發(fā)動機或飛機上的特殊裝置,一旦熱能條件適宜,就可能結成比之前的冰粒更大的冰。
飛機穿梭云層時,也可能遇到云中散布著的大量水滴,水滴有大有小,其中不乏液態(tài)的過冷水滴。
過冷水,簡單來說,就是在0℃以下,因為缺乏凝結核或處于平衡狀態(tài)而保持液態(tài)的水。當飛機高速通過過冷水滴,就成為過冷水的凝結核,或大量過冷水滴發(fā)生震蕩,凝結于飛機表面迅速結冰?!?/p>
飛機結冰會怎樣?
我們大都不知道飛機有多怕結冰,飛機結冰對飛行有什么危害。
空中氣象條件復雜,雷雨大風、風切變、低溫云、低能見度等都屬于極端惡劣天氣,容易造成飛機結冰,尤其是當飛機從更冷的高空中下降高度時,冰冷的飛機外殼如果遇到高空中的過冷水,就更容易結冰。
氣象雷達能夠幫助飛行員盡量避開壞天氣,繞開過冷水和冰晶。否則,飛機機翼表面結冰后,粗糙的機翼表面會使機翼阻力增加40%,升力損失可能達到30%。飛機表面結冰后,縱向和橫向的動、靜穩(wěn)定性都會受影響,飛機變得不好操縱,如果結冰過多改變飛機的質量分布,飛機的操縱性還會進一步惡化。操縱面結冰后操縱的桿力和效率都會發(fā)生變化,如果操縱面縫隙結冰還有可能出現卡死,使操縱系統(tǒng)失效。如果發(fā)動機進氣部件結冰,會導致入口流場特性不佳,進氣量減小,引起發(fā)動機喘振,如果發(fā)動機進氣道槳葉結冰,嚴重時可能導致發(fā)動機效率降低近20%,高速旋轉的葉片還有可能將冰甩出,冰脫落后進入涵道可能破壞機械結構……
總之,飛機結冰是懸在飛行安全上方的劍,它既能讓我們在飛機性能允許的范圍內安全飛行,又可能成為隱形殺手。
飛機制造商和航空公司做了啥?
為了防止運輸飛機的空速管、發(fā)動機、機翼前緣、尾翼前緣等迎風關鍵部位結冰,飛機制造商的工程師們在設計研發(fā)時即展開研究,包括易結冰部位和嚴重冰型,冰型對氣動力、飛行性能的影響等,在影響飛行安全的部位設計必要的防冰、除冰系統(tǒng)。
駕駛室風擋玻璃采用金屬涂層電熱方式防冰,這一點和空速管防冰方式一樣。發(fā)動機會引流熱空氣防止前緣和進氣道結冰。現代運輸機還做不到全機防護,畢竟每多一塊防護區(qū)域都會帶來顯著的能耗,盡管如此,還是有像波音787這樣的機型,做了全機翼電防護。
熱空氣防冰、電熱防冰、液體防冰都是適航允許范圍內常見的防冰方法。除冰系統(tǒng)通常針對允許少量結冰,定期清除的部位,目前普遍采用的有氣囊除冰和電磁機械除冰。
飛機的防除冰系統(tǒng)保證了在起飛、爬升、巡航、下降、落地各個階段的飛行安全,地面停放和滑行階段同樣毫不含糊。
我國北方的冬天,每逢雨雪天氣,航站樓的玻璃墻邊就會有乘客駐足,看雪,也看飛行區(qū)“熱烈”的工作場面。飛機不能帶著冰雪起飛,跑道、滑行道的積雪要清除,地面標識、導航燈具也要清掃。
對于在機場飛行區(qū)、地面服務公司、維修企業(yè)從事除冰雪工作的員工來說,下雪從來不是一件浪漫的事,而意味著連續(xù)的緊張工作,他們的家人最后都會習慣他們與“雪”的這種聯系。
如果您有過在大雪天飛行的經歷,且恰好坐在窗邊座位,飛機起飛前,可能見過一個通過懸臂伸向飛機的吊車,里面的工作人員手里拿著噴槍,像洗車時噴灑洗滌溶液一樣噴灑飛機表面,區(qū)別是他們噴向飛機的是除冰I型液和防冰II型液。
國內比較主流的II型防冰液的防冰效果能持續(xù)15分鐘~25分鐘。如果定點除冰后飛機沒能起飛,就需要再次除冰。上個世紀末,那架在雪中等待35分鐘沒有再次除冰的DC-9起飛后再也沒能飛上天空……
為了縮短等待時間,工作人員想出了慢車除冰的方法——飛機不用返回定點除冰機位,在不關閉發(fā)動機的情況下就能完成除冰,這樣,能為每架飛機節(jié)約3分鐘~5分鐘,特殊天氣容易延誤,每分每秒都很寶貴。只是工作人員需要特別留意發(fā)動機前后的氣流危險區(qū)。
飛機結冰原因
飛機外部結冰是因為飛機在潮濕空氣中飛行一定時間,而飛機內部的除冰措施(如熱氣防冰,氣囊防冰)失效而造成的!
飛機在寒冷的天氣飛行,如何防止機翼結冰?
飛行結冰會帶來很多的問題甚至災難,那么有沒有什么方法可以阻止飛機結冰現象的產生呢?自從出現因為飛行結冰而導致航空事故以來,人類就開始了對飛行防冰及除冰的研究。顧名思義,防冰的意思是防止飛行結冰,即在飛行過程中不允許產生結冰現象;除冰的意思是除掉飛行過程中所結的冰,即在飛行過程中允許產生一定程度的、不會嚴重影響飛行安全的結冰。那么什么時候進行防冰,什么時候進行除冰呢?
防冰一般是針對一些結冰會嚴重影響飛行安全的部位,當飛行過程中探測到結冰環(huán)境條件時,即開啟防冰系統(tǒng)對部件進行防冰工作,防止部件表面產生結冰現象。除冰一般是針對一些允許有少量結冰不會影響飛行安全的部位設置的,這些部位可以允許有適量的積冰,當結冰量達到除冰標準時,即開啟除冰系統(tǒng)進行除冰工作,除掉外表面的結冰,然后再關閉除冰系統(tǒng)。
飛機的防冰和除冰方式常用的有機械式除冰系統(tǒng)和加熱式防/除冰系統(tǒng)。機械式除冰系統(tǒng)是依靠機械力的作用去除表面結冰的除冰裝置,包括氣動帶除冰與電脈沖除冰兩類。氣動帶除冰系統(tǒng)是通過向膨脹管內充入壓縮空氣使其膨脹,從而令表面冰層破碎脫落以達到除冰的目的;電脈沖除冰系統(tǒng)是利用高能量的電脈沖作用在除冰部位的蒙皮上,使蒙皮產生一種振幅很小但頻率很高的振動,從而達到除冰目的。
加熱式防/除冰系統(tǒng)是目前使用最為普遍的防/除冰系統(tǒng)。按照加熱的熱源可將其分為熱氣防冰系統(tǒng)、電熱防/除冰系統(tǒng)及采用其它熱源的加熱式防冰系統(tǒng)。熱氣防冰系統(tǒng)是目前應用最為廣泛的防冰系統(tǒng),熱氣來自于發(fā)動機的壓氣機引氣。當開啟防冰系統(tǒng)時,引氣閥門打開,熱空氣通過相應管路流到需要防冰的部件內側對部件進行加熱,從而達到防冰的目的。電熱防冰系統(tǒng)也是通過對部件進行加熱來達到防/除冰目的的,只不過其熱量來源是通過電能進行轉化的。電熱防/除冰系統(tǒng)不需要像熱氣防冰系統(tǒng)那樣布置復雜的引氣管路,也不需要考慮加熱時的流道設計,因此在系統(tǒng)布置方面較為簡單,并且易于實現加熱功率的有效控制,可根據實際情況設定防/除冰工作模式。此外有些航空發(fā)動機的部件由于尺寸較小,也有采用熱滑油來為其防冰提供防冰熱量的,通常此類系統(tǒng)會將發(fā)動機的高溫回油引入需防冰的部件內流道,在防冰的同時也降低了滑油的溫度,可謂一舉兩得。
關于《飛機空中積冰條件》的介紹到此就結束了。