时间:2017-01-07 10:19来源:蓝天飞行翻译公司 作者:民航翻译 点击:次
当过冷水滴冲击到飞机结构和表面并且冻结时,冰就形成在上面。小的和/或者狭窄的物体能够很好地收集水滴,冰形成的速度最快。这就是为什么在飞行员视线范围之内的一个小的突起物可以用来当做“积冰探测器”。它一般是飞机首先结冰的一部分并且相当厚度的冰会在上面形成。飞机的水平尾翼比机翼更容易结冰,因为水平尾翼对气流呈现出一个更薄的表面。根据冰的结构以及外表,冰的类型可以分为明冰、雾凇,或者是毛冰。冰形成的类型不同取决于它形成时的大气和飞行条件。 1)明冰。明冰是由过冷水滴相对较慢的结冰形成的一种光滑透明的冰(见图 2-4)。术语“明冰”和“雨凇”在结冰的本质上是一种类型的。这种类型的冰比雾凇更厚,更硬,而且有时更透明。伴随着积累的增多,明冰可能会形成“喇叭状”(见图 2-5)。温度接近冰点,大量的液体水,大飞行速度以及大的水滴都有助于明冰的形成。 图 2-4 明冰 图 2-5 形成喇叭状的明冰 2)雾凇。雾凇是当过冷云滴冲击飞机时,瞬时的或非常快的结成的一种粗糙的、浑浊的、不透明的冰(见图 2-6)。很快的结冰速度导致在冰的表面形成气泡,看起来不透明而且使得它多孔并且易碎。伴随着积累的增多,雾凇会在机翼上形成流线型的延伸。低温、少量的液体水、低速、以及小的云滴有利于雾凇的形成。 图 2-6 雾凇 3)毛冰。毛冰是在相同的表面形成的明冰和雾凇的混合物。从气动角度看,它在冰的位置、尺寸、形状以及粗糙度方面是最重要的。这将会在本章稍后讨论。 B.进气道结冰 1)进气系统里结冰会减少进入燃烧室的空气量。活塞式发动机进气道结冰最常见的例子是汽化器结冰。大多数飞行员熟悉的一个现象就是潮湿的空气流过汽化器文氏管时会冷却。这个过程导致的结果是,冰可能会形成在文氏管壁和节流阀上,阻碍气流进入发动机。这种现象会发生在温度 -7℃和 21℃之间。这个问题可以通过使用汽化器加温来解决,它可以使用发动机自身的排气作为热源来融化冰或者防止冰的形成。燃油直喷式发动机比较不容易结冰,但是如果发动机的气源被冰堵塞,仍然会受到影响。万一正常的系统发生故障,制造商提供了一个备用气源可以选择。 2)在涡轮发动机提供动力的飞机中,被吸进发动机的空气在进气口产生一个低压区,它会降低空气温度,使其比周围空气的温度低。在边缘的结冰条件下(也就是可能结冰的条件下), 这种温度上的降低可能足够导致发动机进气口结冰,分散进入发动机的气流。另一种危险的情况是冰可能破碎并被吸入运转的发动机,这会导致风扇叶片的损坏,发动机压缩机失速,或者燃烧室熄火。当使用了防冰系统,被防冰系统融化的回流水仍然会重新冻结在进气口没有保护的表面,如果过度的话,会减少进入发动机的气流量或者改变气流流向,这能够导致压缩机或者风扇叶片振动,极有可能损坏发动机。涡轮发动机的另外一个问题是冰会导致发动机仪表出现错误的读数,特别是积累在用来设置推力级别的探头(举个例子,发动机进气口温度或者发动机压缩比探头)上的雪和冰晶。 3)冰也可能积累在发动机进气口部分和发动机的一级或二级低压压气机。这通常不会影响到直线式发动机气流进气口。然而,在涡轮螺旋桨发动机里有一种带有急弯的或者设计用于防鸟击的进气口部分,因此,冰会积累在进气道弯曲部分的气动滞点。部分没有积累在这些区域的冰有可能随着气流进入发动机,并很可能导致发动机运转有困难甚至动力丧失。因此,在这些类型的发动机中,按照 AFM要求使用防冰或者除冰就非常重要。过冷水滴有在涡轮发动机的进气口、风扇和前几级压缩机结冰的趋势。冰晶,如果大量出现时,会有在后几级的压缩机部分结冰的趋势。冰的增加会最终吸入并且损坏压缩机,或者导致发动机喘振或者熄火。这些情况都在最初的发动机适航审批中分析并且测试。这些测试旨在验证涡轮发动机在这些条件下的耐受性。 |