הקרדה של המטוס - תנאים, סיבות והשלכות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

סטטיסטיקה מראה שאחוז ההרוגים בתאונות אוויר נמוך בהרבה מאשר במקרים של אמצעי תחבורה אחרים. ציפוי מטוסים הוא גורם שכיח לתאונות, ולכן המאבק בו זוכה לתשומת לב מוגברת. במקרה של תאונת רכבת, ספינה או דרכים, לאנשים יש סיכוי די גבוה לשרוד. נפילת ספינות האוויר, למעט חריגים נדירים, מובילה למותם של כל הנוסעים.

מה גורם לציפוי

החלקים הבאים של גוף המטוס חשופים לרוב לקרח:

• קצוות מובילים של הזנב והכנף;
• כונסי אוויר של מנוע;
• להבי מדחף עבור סוגי המנוע המתאימים.

היווצרות קרח על הכנפיים והזנב מובילה לעלייה בגרר, להידרדרות ביציבות וביכולת השליטה של המטוס. במקרים הגרועים ביותר, הפקדים (גלגלים, דשים וכו') יכולים פשוט לקפוא לכנף, והשליטה על המטוס תהיה משותקת חלקית או מלאה.

הקרדה של פתחי האוויר משבשת את אחידות זרימות האוויר הנכנסות למנועים.התוצאה של זה היא פעולה לא אחידה של המנועים והידרדרות המתיחה, כשלים בפעולת היחידות. מופיעות רעידות שעלולות להוביל להרס מוחלט של מנועים.

במטוסים עם מאוורר מדחף וטורבו-פרופ, קרח בשולי להבי המדחף גורם להפחתה רצינית במהירות הטיסה עקב ירידה ביעילות המדחפים. כתוצאה מכך, ייתכן שהכלי לא "יגיע" ליעדו, מכיוון שצריכת הדלק במהירות נמוכה יותר נשארת זהה או אפילו עולה.

ציפוי קרקע של מטוסים

הציפוי יכול להיות על הקרקע או בטיסה. במקרה הראשון, תנאי ההקצפה של המטוס הם כדלקמן:

• במזג אוויר בהיר בטמפרטורות מתחת לאפס, פני השטח של מטוס מתקררים יותר מהאטמוספירה שמסביב. בגלל זה, אדי המים הכלולים באוויר הופכים לקרח - מתרחש כפור או כפור. עובי הלוח בדרך כלל אינו עולה על כמה מילימטרים. ניתן להסיר אותו בקלות אפילו ביד.
• בטמפרטורות קרובות לאפס ולחות גבוהה, מים מקוררים-על הכלולים באטמוספירה מתיישבים על גוף המטוס בצורה של לוח. בהתאם לתנאי מזג אוויר ספציפיים, הציפוי משתנה משקוף בטמפרטורות גבוהות יותר לציפוי דמוי כפור מט בטמפרטורות נמוכות יותר.
• קופא על פני המטוס ערפל, גשם או גשם. הוא נוצר לא רק כתוצאה ממשקעים, אלא גם כאשר שלג ורפש פוגעים בגוף הספינה מהקרקע במהלך המונית.

יש גם סוג של תופעה כמו "קרח דלק". כאשר לנפט במיכלים יש טמפרטורה נמוכה מהאוויר שמסביב, מים אטמוספריים מתחילים לשקוע באזור בו נמצאים המיכלים ונוצר קרח. עובי השכבה מגיע לעיתים ל-15 מ"מ ומעלה. ציפוי מטוסים מסוג זה מסוכן מכיוון שהמשקעים לרוב שקופים וקשה להבחין בהם. בנוסף, משקעים נוצרים רק באזור מיכל הדלק, בעוד ששאר גוף המטוס נשאר נקי.

קרח באוויר

סוג נוסף של ציפוי מטוסים הוא היווצרות קרח על גוף הספינה במהלך הטיסה. מתרחש בעת טיסה בגשם קר, טפטוף, גשם או ערפל. קרח נוצר לרוב על כנפיים, זנבות, מנועים ושאר חלקי גוף בולטים.

קצב היווצרות קרום קרח משתנה ותלוי הן בתנאי מזג האוויר והן בתכנון המטוס. היו מקרים של היווצרות פלאק במהירות של 25 מ מ לדקה. למהירות המטוס כאן יש תפקיד כפול - עד לסף מסוים, היא תורמת לעלייה בציפוי של המטוס בשל העובדה שיותר לחות נופלת על פני המטוס ליחידת זמן. אבל אז, עם האצה נוספת, פני השטח מתחממים מחיכוך עם האוויר, ועוצמת היווצרות הקרח פוחתת.

הקרדה של מטוס בטיסה מתרחשת לרוב בגבהים של עד 5,000 מטר. לכן, מראש, מוקדשת תשומת לב מרבית לחקר תנאי מזג האוויר באזור.המראה ונחיתה. הקרח בגבהים הוא נדיר ביותר, אבל עדיין אפשרי.

הסרת הקרח עם POL

התפקיד העיקרי במניעת ההקרדה ממלאים את הטיפול במטוסים עם נוזל נגד הקרח (AFL). המובילים בייצור של סוכני הסרה הם החברה האמריקאית The Dow Chemical Company ו-Cryotech Deicing Technology הקנדית. חברות מרחיבות ומשפרות ללא הרף את קו הריאגנטים שלהן.

תחומי מחקר מועדפים הם מהירות ההפשרה ומשך ההפשרה של מטוסים. לתהליכים אלו אחראים סוגים שונים של נוזל נגד הקרח, כך שעיבוד המטוס מתבצע תמיד בשני שלבים. בסך הכל, ישנם ארבעה סוגים של ריאגנטים המשמשים בעיבוד של מטוס. נוזלים מהסוג הראשון אחראים על הוצאת קרח קיים מגוף המטוס. סוגים II, III ו-IV של הרכבים משמשים להגנה על הגוף מפני הדובדבן למשך זמן מסוים.

עיבוד המטוס על הקרקע

ראשית, המטוס מטופל בנוזל מסוג I מדולל במים חמים עד לטמפרטורה של 60-80 0C. ריכוז המגיב נבחר בהתאם לתנאי מזג האוויר. צבע כלול לרוב בהרכב כך שצוות התחזוקה יכול לשלוט באחידות הציפוי של המטוס בנוזל. בנוסף, החומרים המיוחדים המרכיבים את ה-POL משפרים את הכיסוי של המוצר.

השלב השני הוא העיבוד של השלב הבאנוזל, לרוב סוג IV. זהה בדרך כלל להרכב מסוג II, אך מיוצר בטכנולוגיה מודרנית יותר. סוג III משמש לרוב להפחתת הקרח של מטוסים של חברות תעופה מקומיות שונות. נוזל מסוג IV מרוסס בצורה מסודרת, ובניגוד לסוג I, במהירות נמוכה. מטרת הטיפול היא להבטיח שהמטוס מצופה באופן אחיד בסרט עבה של תרכובת שלא מאפשרת למים לקפוא על פני המטוס.

במהלך הפעולה, הסרט "נמס" בהדרגה, ומגיב במשקעים. היצרנים עורכים מחקר שנועד להאריך את משך שכבת ההגנה. כמו כן נבדקות האפשרויות למזער את ההשפעה של רכיבים מזיקים של נוזלי אנטי-הקרדה על הסביבה. באופן כללי, ה-AOL נותרה הדרך הטובה ביותר להתמודד עם הדובדבן במטוסים כרגע.

מערכות אנטי-אייסינג

ההרכבים שמטוסים מטופלים על הקרקע עשויים במיוחד כך שבמהלך ההמראה הם "מתעופפים" מפני השטח של הגוף כדי לא להפחית את העילוי. לאחר מכן משתלטים על השרביט חיישני הדובדבן של המטוס. ברגע הנכון הם נותנים פקודה להיכנס לפעולה למערכות המונעות היווצרות קרח במהלך הטיסה. הם מחולקים למכני, כימי ותרמי (אוויר-תרמית ואלקטרו-תרמית).

מערכות מכניות

מבוסס על עיקרון של עיוות מלאכותי של פני השטח החיצוניים של גוף הספינה, כתוצאה מכך הקרח נשבר ומועף בזרימת האוויר המתקרבת. למשל, על כנפייםנוצות המטוס מחוזקות במגני גומי ובתוכם מערכת תאי אוויר. לאחר שהמטוס מתחיל להקפיא, תחילה מסופק אוויר דחוס לתא המרכזי, אשר שובר את הקרח. לאחר מכן מנפחים את התאים הצדדיים והקרח נזרק מהמשטח.

מערכות כימיות

פעולה של מערכת כזו מבוססת על שימוש בריאגנטים היוצרים בשילוב עם מים תערובות בעלות נקודת הקפאה נמוכה. פני השטח של הקטע הרצוי של גוף המטוס מכוסים בחומר נקבובי מיוחד, שדרכו מסופק נוזל הממיס את הקרח. מערכות כימיות היו בשימוש נרחב במטוסים באמצע המאה ה-20, אך כיום הן משמשות בעיקר כשיטת גיבוי לניקוי שמשות.

מערכות תרמיות

במערכות אלו, הציפוי מסולק על ידי חימום פני השטח עם אוויר חם וגזי פליטה הנלקחים ממנועים, או באמצעות חשמל. במקרה האחרון, פני השטח מחוממים לא כל הזמן, אלא מעת לעת. מעט קרח מותר לקפוא, ולאחר מכן מופעלת המערכת. מים קפואים נפרדים מפני השטח ונסחפים בזרם האוויר. לפיכך, הקרח המומס אינו מתפשט על גוף המטוס.

הפיתוח המודרני ביותר בתחום זה הוא המערכת האלקטרו-תרמית שהומצאה על ידי GKN. סרט פולימר מיוחד בתוספת מתכת נוזלית מוחל על כנפי המטוס. הוא לוקח אנרגיה מהמערכת המובנת של המטוס ושומר על הטמפרטורה על פני הכנף בין 7 ל-21 0C. המערכת האחרונה הזו נמצאת בשימוש נרחב במטוסי בואינג.787.

למרות כל מערכות האבטחה ה"מהודרות", הדובדבן דורש את מירב תשומת הלב מצד האדם. חוסר תשומת לב מועט הוביל לעתים קרובות לטרגדיות גדולות. לכן, למרות ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה, בטיחות האנשים עדיין תלויה במידה רבה בעצמם.