Виды и формы отложения льда на поверхности воздушных судов

 

Виды, х арактер и формы отложения льда весьма разнообразны и зависят от многих факторов, особенно от размера капель, т емперат уры возд ух а, наличия ледяных кристаллов, а также от режима полета.

 

Основными видами обледенения являются: лед, изморозь, иней. По характеру отложения лед бы вает: прозрачный, матовый шероховатый, белый крупооб разный.

 

Прозрачный лед образуется при полете в зоне переохлажденных осадков и в об лаках,

состоящ их из крупны х переохлажденных капель при температуре 0°С…-5°С (иногда до

-10°С). Крупные капли, ударяясь о поверхность ВС, раст екаются по профилю крыла, образуя сплошную вод яную пленку, которая, замерзая, превращается в гладкий слой прозрачного льда. Это самое инт енсивное обледенение. Прозрачный лед отклад ывается преимущественно на передних кромках крыла и стаб илизатора, на носовом коке ВС и воздухозаборнике. Если толщ ина прозрачного льда неб ольшая, то он незначительно искажает профиль несущ их поверхност ей ВС, так как форма ледяного от ложения в этом случае почти повторяет профиль крыла. При полете в зоне переохлажденного дождя, где льдообразование происходит очень быстро, прозрачный лед приобретает желобкообразный вид с неровной бугристой поверхност ью и становится очень опасным, т ак как сильно искажает профиль крыла и нарушает его аэ родинамику. Прозрачный лед очень крепко держит ся на поверхност и ВС и т ает т олько при полете в слое воздуха с положительной температурой.

 

Матовый шероховатый лед образует ся при полете в смеш анных облаках, состоящ их из различных по величине капель воды, лед яных кристаллов и снежинок при т емпературе

-5°С…-10°С (иногда до -20°С). Кр упные капли после столкновения с поверх ност ью ВС растекают ся и замерзают, а мелкие замерзают не растекаясь. Кристаллы и снежинки вмерзают в водяную пленку и образуют ледяное от ложение с мат овой шероховатой поверхностью, резко ухудшающей аэродинамические характеристики ВС. Матовый лед быстро и неравномерно оседает на выст упающих, а иногда и на других част ях ВС (головках заклепок, болт ах, ант еннах и т.д.), имеет шероховатую поверхность, значительно искажает обт екаемую форму ВС, очень крепко держит ся на его поверхности и поэ тому являет ся од ним из наиболее опасных видов обледенения.

 

Бел ый крупообразный лед образуется при полете в облаках, состоящих из однородных очень мелких капель воды при температ уре ниже -10°С. Мелкие капли при столкновении с поверхностью ВС быстро замерзают, не успев образовать водяную пленку. Благодаря их большой выпуклости и значительной силе сцепления вод яных част иц сферическая форма мелких капель сох раняется, в образующ емся льде остаются многочисленные воздушные пузырьки, лед становится опт ически неоднородным и приобретает мут но-белы й или совсем

б елый цвет. Лед порист ый, к поверхности ВС пристает не очень плот но и в полет е при вибрации легко слетает. При продолжительном полете и увеличении плот ност и льда он может представлять серьезную опасность.

 

Изморозь – это белое крупнозернист ое кристаллическое отложение, которое образует ся при полете в облаках, сост оящих из мелких переох лажденных капель и ледяных крист аллов при температ уре ниже -10°С. Изморозь возникает при замерзании мелких капель вместе с ледяными кристаллами. На поверхност и ВС д ержится непрочно, стряхивается при вибрации частей ВС в полет е, иногда сд увается встречным потоком. При большой продолжительности полета изморозь нередко дост игает значит ельной толщины, имеет неровную форму от ложения с рваными выступающими краями, отдельными иглами и ст олбиками. Это делает полет опасным.

 

Иней – это белое мелкокрист аллическое от ложение, которое образуется в результ ате сублимации вод яного пара на поверхности ВС. Наблюдается при быст ром снижении ВС или при входе в слой инверсии при наборе высоты, когда холод ное ВС попадает в теплый слой воздуха. Иней легко от деляется от поверхности вследствие виб рации ВС или воздействия воздушного пот ока. Образование инея прекращ ает ся после того, как ВС примет температуру окружающего воздуха, чт о при об ычных скоростях б ывает через 2...3 минуты после попадания ВС из х олод ного воздуха в бол ее теплый. Непосредст венной опасност и для полета не предст авляет, но значительно увеличивает интенсивность любого д ругого вида об леденения. При отложении на остеклении кабины пилот а иней затр удняет визуальный об зор и управление ВС.

 

По форм е отложения л ьда и его распред елению по поверхности крыла различают

(рис. 9.3):

- профильное обледенение (а);

- клинооб разный ледяной нарост (б);

- желобкообразный лед (в);

- барьерный лед (г).

 

 

 

Р ис. 9.3. Формы отложения льда на поверхности крыла

 

Профильное обледенение возникает в переох лажденном дожд е или в облаках с б ольшой водностью и крупными каплями. Лед от кладывается на больш ой ширине профиля, и форма ледяного отложения почти повторяет профиль крыла. Эт о происходит потому, что крупные капли мало от клоняют ся от прямолинейного движения, оседают на ш ироком участке и, замерзая, растекают ся по профилю крыла. Лед прозрачны й или непрозрачный. Эт от вид обледенения вследствие своей большой интенсивности представляет серьезную опасность для полета, однако, встречается значительно реже по сравнению с другими видами.

 

Клинообразный ледяной нарост – это отложение льда на сравнительно узком участке передней кромки крыла, образующееся при полет е в облаках, содержащих мелкие переохлаж- д енные капли или их смесь с лед яными кристаллами. Лед обычно непрозрачный, поскольку мелкие капли быст ро замерзают, сохраняя свою форму, почти не растекаясь по крылу.

Желобкообразный лед образуется при обледенении скоростных ВС, когда вследст вие кинетического нагрева на передней кромке крыла температура положительная. В этом сл учае капли стекают по профилю крыла от перед ней кромки к его периферии с отрицательной температурой, где и замерзают. Обледенение такой формы обычно отмечается при т емпературе воздуха до -7°С. Желобкообразный лед сильно искажает профиль крыла и нарушает его аэродинамику. Иногда при определенных температурных условиях и микрост рукт уре облаков, при небольш их скоростях полет а, образуются ледяные отложения в форме пологого корытца, пох ожего на желобкообразный лед.

 

Барьерный лед – неровный ледяной валик на значительном удалении от передней кромки крыла. Он возникает при таких т емперат урах, когда оседающая вода на передней кромке крыла скоростного самолета не полностью испаряется, а ее остаток стекает назад по профилю крыла и на некотором уд алении замерзает.