Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью Анемометр

Статистика говорит о том, что процент погибших в результате авиакатастроф значительно ниже, чем в случаях с другими видами транспорта. Обледенение самолета — частая причина аварий, поэтому борьбе с ней уделяют повышенное внимание. При крушении поезда, судна или автоаварии у людей есть достаточно высокие шансы выжить. Падения же воздушных лайнеров, за редким исключением, приводят к гибели всех пассажиров.

К чему приводит обледенение

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Чаще всего обледенению подвергаются следующие части корпуса самолета:

  • хвостовое оперение и передние кромки крыльев;
  • воздухозаборники двигателей;
  • лопасти винтов у соответствующих типов двигателей.

Образование льда на крыльях и хвосте приводит к увеличению сопротивления, ухудшению устойчивости и управляемости воздушного судна. В самых худших случаях органы управления (элероны, закрылки и т. д.) могут просто примерзнуть к крылу, и управление самолетом будет частично или полностью парализовано.

Обледенение воздухозаборников нарушает равномерность воздушных потоков, входящих в двигатели. Следствие этого — неравномерная работа моторов и ухудшение тяги, сбои в работе агрегатов. Появляются вибрации, которые могут привести к полному разрушению двигателей.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

У самолетов с винто-вентиляторными и турбовинтовыми двигателями обледенение кромок лопастей винтов вызывают серьезное уменьшение скорости полета из-за падения коэффициента полезного действия винтов. В результате судно может «не дотянуть» до места назначения, т. к. расход топлива при меньшей скорости остается прежним или даже возрастает.

Наземное обледенение самолета

Обледенение бывает наземным или происходит в полете. В первом случае условия обледенения самолета следующие:

  • В ясную погоду при отрицательных температурах поверхность самолета охлаждается сильнее, чем окружающая атмосфера. Из-за этого содержащиеся в воздухе водяные пары превращаются в лед — возникает иней или изморозь. Толщина налета обычно не превышает нескольких миллиметров. Он легко удаляется даже вручную.
  • При околонулевых температурах и высокой влажности переохлажденная вода, содержащаяся в атмосфере, оседает на кузове самолета в виде налета. В зависимости от конкретных погодных условий налет бывает различным — от прозрачного при более высоких температурах до матового, похожего на иней, при более низких.
  • Замерзание на поверхности самолета тумана, дождя или мокрого снега. Образуется не только в результате атмосферных осадков, но и при попадании на корпус снега и слякоти с земли при рулении.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Существует также такая разновидность явления, как «топливный лед». Когда керосин в баках имеет более низкую температуру, чем окружающий воздух, в районе расположения баков начинается оседание атмосферной воды и образование наледи. Толщина слоя иногда достигает 15 мм и более. Этот вид обледенения самолета опасен тем, что осадок чаще всего бывает прозрачным, его трудно заметить. К тому же осадок образуется только в зоне топливных баков, при этом остальная часть кузова самолета остается чистой.

Обледенение в воздухе

Другой вид обледенения самолета — образование льда на корпусе судна непосредственно во время полета. Происходит при полете в условиях холодного дождя, мороси, мокрого снега или тумана. Лед образуется чаще всего на крыльях, хвостовом оперении, двигателях и других выступающих частях кузова.

Скорость образования ледяной корки бывает различной и зависит как от погодных условий, так и от конструкции самолета. Отмечены случаи образования налета со скоростью 25 мм в минуту. Скорость движения воздушного судна здесь играет двоякую роль — до определенного порога она способствует усилению обледенения самолета из-за того, что за единицу времени на поверхность самолета попадает большее количество влаги. Но затем при дальнейшем ускорении поверхность разогревается от трения о воздух, и интенсивность образования льда снижается.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Обледенение самолета в полете происходит чаще всего на высотах до 5 000 метров. Поэтому заранее предельное внимание уделяется изучению погодных условий в районе взлета и посадки. Обледенение на больших высотах встречается крайне редко, но все же возможно.

Борьба с обледенением с помощью ПОЖ

Главную роль в предотвращении наледи играет обработка самолетов противообледенительной жидкостью (ПОЖ). Лидеры в производстве антиобледенительных средств — американская The Dow Chemical Company и канадская Cryotech Deicing Technology. Компании постоянно расширяют и совершенствуют линейку своих реагентов.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Приоритетными направлениями исследований являются скорость удаления льда и длительность защиты самолета от обледенения. За эти процессы отвечают разные типы противообледенительной жидкости, поэтому обработка самолета всегда проводится в два этапа. Всего существует четыре типа реагентов, которые применяются при обработке воздушного судна. Жидкости первого типа отвечают за удаление имеющейся наледи с корпуса самолета. Составы II, III и IV типов служат для защиты кузова от обледенения в течение определенного времени.

Про анемометры:  Ломаем датчик утечки газа / Хабр

Обработка самолета на земле

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Сначала самолет обрабатывают жидкостью типа I, разбавленной горячей водой до температуры 60-80 0С. Концентрацию реагента выбирают, исходя из погодных условий. В состав часто включают краситель, чтобы обслуживающий персонал мог контролировать равномерность покрытия самолета жидкостью. Кроме того, специальные вещества, входящие в состав ПОЖ, улучшают покрытие поверхности средством.

Вторым этапом идет обработка следующей жидкостью, чаще всего типа IV. Она в целом идентична составу типа II, но производится по более современной технологии. Тип III чаще всего используют для обработки от обледенения самолетов различных местных авиалиний. Жидкость IV типа распыляют в чистом виде и, в отличие от типа I, с низкой скоростью. Цель обработки — добиться, чтобы самолет был равномерно покрыт толстой пленкой состава, который не позволяет воде замерзать на поверхности самолета.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

В процессе действия пленка постепенно “тает”, реагируя с осадками. Производители ведут исследования, призванные увеличить время действия защитного слоя. Также изучаются возможности минимизации воздействия вредных компонентов противообледенительных жидкостей на окружающую среду. В целом же ПОЖ на данный момент остаются лучшим средством борьбы с обледенением самолетов.

Противообледенительные системы

Составы, которыми обрабатывают воздушные суда на земле, специально сделаны так, что при взлете они «сдуваются» с поверхности кузова, чтобы не уменьшать подъемную силу. Тогда эстафету принимают датчики обледенения самолета. Они в нужный момент подают команду вступить в действие системам, предотвращающим образование льда в процессе полета. Они делятся на механические, химические и термические (воздушно-тепловые и электротепловые).

Механические системы

Основаны на принципе искусственной деформации наружной поверхности корпуса судна, в результате чего лед раскалывается и сдувается встречным воздушным потоком. Например, на крыльях и оперении самолета укрепляются резиновые протекторы с системой воздушных камер внутри. После начала обледенения самолета сжатый воздух подается сначала в центральную камеру, которая раскалывает лед. Затем надуваются боковые отсеки и сбрасывают лед с поверхности.

Химические системы

Действие такой системы основано на использовании реагентов, которые в соединении с водой образуют смеси с низкой температурой замерзания. Поверхность нужного участка корпуса самолета покрывается специальным пористым материалом, через который и подается жидкость, растворяющая лед. Химические системы широко применялись на воздушных судах в середине XX века, однако сейчас их используют в основном как резервный способ очистки лобовых стекол.

Термические системы

В этих системах обледенение ликвидируется нагревом поверхности горячим воздухом и отработанными газами, забираемыми из двигателей, или электричеством. В последнем случае поверхность нагревается не постоянно, а периодически. Некоторому количеству льда позволяют намерзнуть, после чего включают систему. Замерзшая вода отделяется от поверхности, и ее уносит воздушный поток. Таким образом растаявший лед не растекается по корпусу самолета.

Самая современная разработка в этой сфере — электротепловая система, изобретенная компанией GKN. На крылья самолета наносится специальная полимерная пленка с добавлением жидкого металла. Она берет энергию от бортовой системы самолета и поддерживает температуру на поверхности крыла от 7 до 21 0С. Эта новейшая система широко применяется на лайнерах Boeing 787.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Несмотря на все «навороченные» системы безопасности, обледенение требует предельного внимания со стороны человека. Маленькая невнимательность часто приводила к большим трагедиям. Поэтому, несмотря на стремительное развития техники, безопасность людей по-прежнему во многом зависит от них самих.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Обтекание обледенелого крыла воздушным потоком.

Ни для кого не секрет, что облив – довольно дорогостоящая процедура, и многие авиакомпании раньше старались по возможности экономить на его проведении. На начало 2015 года средняя цена на обработку самолета А320 в российских аэропортах составляла около 10000 рублей без стоимости жидкости. Жидкость в зависимости от типа стоит от 100 до 150 рублей за литр. Как правило, на обработку самолета А320 уходит 200-300 литров, а при неблагоприятных метеоусловиях значительно больше.

После катастрофы в Тюмени отношение к противообледенительной обработке (сокращенно ПОО) изменилось. Большинство российских перевозчиков ввели так называемую концепцию чистого воздушного судна, согласно которой, никто не имеет право выпускать самолет в рейс или предпринимать попытку взлета, если на его критических поверхностях имеются снег или лед.

К критическим поверхностям относятся крылья, включая механизацию крыла, хвостовое оперение, фюзеляж, гондолы и воздухозаборники двигателей.

Решение на проведение обработки самолета принимает командир совместно с техническим персоналом, при этом, если мнения о необходимости облива расходятся, обработка все равно производится.

Методы удаления обледенения.

Существует три метода очистки воздушного судна от снежно-ледяных отложений: механический, воздушно-тепловой и физико-химический.

Механический способ представляет собой ручную очистку поверхностей самолета на подобии очистки автомобиля. Это самый дешевый способ, однако ввиду большой трудоемкости и длительности процесса активно применяется лишь в военно-воздушных силах.

Воздушно тепловой способ подразумевает использование специальных обдувочных машин на основе реактивных двигателей. Данный способ был широко распространен в СССР, однако современные самолеты иностранного производства ввиду высокой вероятности повреждения обшивки так не обрабатывают.

Про анемометры:  A-coded M12 sensor plugs for automation technology

Физико-химический способ представляет собой облив самолета специальной жидкостью, собственно этот способ является самым массовым, о нем и пойдет речь дальше. Для облива используются специальные машины, в зависимости от размера самолета варьируется и их количество.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Обработка самолета Ан-124 шестью машинами.

Противообледенительная жидкость.

Противообледенительная жидкость (сокращенно ПОЖ) – как правило, это подогретая смесь гликоля и воды. В зависимости от условий применения и назначения обработки применяются различные виды жидкости в чистом виде или разведенные водой в той или иной пропорции.

Существует четыре типа ПОЖ:

  • Тип I: предназначен для удаления обледенения. В целях экономии может разбавляется водой. Практически не имеет защитного действия, так как в составе жидкости отсутствуют загустители;
  • Тип II: в состав жидкости входят загустители. Назначение — защита от обледенения. Обладает довольно небольшим временем защитного действия;
  • Тип III аналогичен типу II, но имеет меньшую концентрацию загустителей и применяется для турбовинтовых самолетов с низкой скоростью отрыва при взлете;
  • Тип IV – основной тип жидкости, используемый для защиты от обледенения, имеет высокую концентрацию загущающих присадок, в результате чего достигается более длительный период защитного действия.

Многие производители для удобства наземных служб и летного состава добавляют в жидкость красители, таким образом можно визуально определить тип применяемой жидкости.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Окрашенная ПОЖ различных типов.

De-icing и anti-icing, в чем разница?

Для безопасного взлета недостаточно только удалить отложения с критических поверхностей воздушного судна, необходимо также предотвратить их последующее появление вплоть до момента взлета.

Если требуется только очистить самолет от снега и льда, проводится обработка в один этап, ее называют de-icing.

Если же сохраняются условия для обледенения (идет снег или переохлажденный дождь), проводится обработка в два этапа, при этом второй этап обеспечивает защиту воздушного судна от обледенения до момента взлета (anti-icing). Жидкость для предотвращения обледенения имеет значительно большую концентрацию и определенный промежуток времени не дает осадкам замерзать. Кроме того, в нее добавляются загущающие присадки, что позволяет обеспечить большее время защиты.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Обработка крыла защитной жидкостью.

Длительность защитного действия зависит от вида и интенсивности осадков, температуры, использовавшейся для обработки жидкости. Она определяется экипажем по специальным таблицам, при этом за время начало защитного действия принимается время начала, а не окончания обработки. В случае если взлет не произведен до окончания защитного действия ПОЖ, и сохраняются условия для обледенения, командир обязан запросить повторную обработку самолета. Эта проблема особенно актуальна для крупных аэродромов, где зачастую скапливается большая очередь на взлет. Во многих зарубежных аэропортах существует практика обработки самолета непосредственно перед взлетом на специально оборудованных стоянках, в России подобных стоянок пока ни на одном аэродроме нет.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Специальные стоянки для облива в непосредственной близости от ВПП (аэропорт Цюрих).

Как уже говорилось, противообледенительная обработка применяется только для защиты от обледенения на земле. В процессе взлета под действием набегающего потока остатки жидкости стекают с самолета. В полете борьба с обледенением осуществляется с помощью штатных систем воздушного судна. Существует несколько методов предотвращения обледенения в полете. На большинстве пассажирских самолетов горячий воздух из двигателей используется для нагрева передней кромки крыла, стабилизатора и воздухозаборников двигателей.

Концепция «чистого самолета» предусматривает необходимость полной очистки его поверхности от наледи, снега и любых других загрязнений. Это вызвано крайней чувствительностью аэродинамических свойств летательного аппарата даже к незначительным изменениям геометрических параметров фюзеляжа и крыла. Кроме этого, обледенение может вызвать полную или частичную блокировку рулевых поверхностей. Все это чревато крайне нежелательными последствиями. Для предотвращения этих явлений соответствующие правила предусматривают обработку противообледенительной жидкостью самолета перед вылетом.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Причины образования наледи

При температуре, близкой к отрицательным значениям, происходит кристаллизация воды, находящейся в атмосфере. Это может происходить в форме появления инея либо кристаллов льда, оседающих на поверхности самолета. Иногда это является следствием атмосферных осадков, наиболее неприятными из которых являются так называемые ледяные дожди. Зачастую влага попадает на поверхность машины в процессе руления на аэродроме. Для борьбы с этим естественным природным явлением применяются противообледенительные жидкости либо механическая очистка самолета, которая является довольно трудоемким и продолжительным процессом. Однако в военной авиации она по-прежнему является главным способом и входит в обязанности экипажа.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Какие бывают жидкости

Существует четыре типа противообледенительной жидкости. Стандартно их тип обозначается римскими цифрами с первой по четвертую. Ниже приведено краткое описание этих жидкостей:

  • Тип I не содержит загустителей (в отличие от остальных типов), не обладает защитным действием, применяется только в горячем виде и служит лишь для очистки от снега, грязи и наледи. Цвет красно-оранжевый.
  • Тип II содержит загустители и не менее 50 % этиленгликоля, но способен обеспечить защиту от повторного обледенения лишь на небольшой период времени. Имеет оттенки желтого цвета.
  • Тип III аналогичен типу II, но загустителя там еще меньше. Этот тип применяется для обработки низкоскоростных самолетов. Бесцветный.
  • Тип IV содержит большую концентрацию загустителя и обеспечивает продолжительную защиту от повторного обледенения. Имеет изумрудно-зеленый цвет.
Про анемометры:  Подключение индуктивных датчиков

Все жидкости используются в разбавленном водой виде, нормы содержания воды в жидкости для каждого типа строго регламентированы и зависят от погодных условий. Температура замерзания жидкости должна быть ниже не менее чем на 10 градусов по отношению к температуре окружающей среды. При этом смешивать между собой противообледенительные жидкости разных типов категорически запрещено. Запрещено также смешивать жидкости одного типа, но от разных производителей. На гражданских аэродромах основным типом является жидкость IV типа.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Регламентация

В России действует ГОСТ Р54264-2010, описывающий методы и процедуры применения противообледенительной жидкости для самолетов. Положения этого ГОСТа унифицированы с международными стандартами ISO 11075 и ISO 11078. Существующая мировая практика предусматривает обязательное тестирование всех противообледенительных жидкостей в специальных лабораториях и публикацию списков жидкостей, разрешенных к использованию. Такие публикации находятся в открытом доступе. В России этим занимается Федеральное агентство воздушного транспорта. На текущий осенне-зимний период разрешены к применению следующие жидкости: тип I – «Арктика ДГ», Safewing EG I 1996 (88), «АВИАФЛО ЕГ» (AVIAFLO EG), OCTAFLO EG, Oktaflo Lyod, «ДЕФРОСТ ЕГ 88.1». Для типа II разрешена к использованию только одна жидкость: Safewing MP II FLIGHT. Тип III в аэропортах России не применяется, поскольку в перечне Росавиации этот тип отсутствует. Для типа IV можно использовать Safewing MP IV LAUCH, Max Flight Sneg, Max Flight 04, Max Flight AVIA и Safewing EG IV NORT.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Типы обработки

Применяются два основных типа предполетной обработки самолета. При благоприятных условиях ограничиваются очисткой воздушного судна в один этап. Обычно это делается еще до подачи самолета для посадки пассажиров. С самолета просто убираются снежные и прочие отложения при помощи противообледенительной жидкости типа I. В случаях наличия повышенного риска обледенения поверхностей, обработку проводят в два этапа. Сначала – уже описанным способом, а затем, непосредственно перед выполнением взлета, проводят обработку противообледенительной жидкостью типа II, III или IV. Решение о проведении обработки принимают совместно командир воздушного судна и диспетчер аэропорта. При этом если один из них за, а другой – против, обработка все равно производится.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Производители

Формально противообледенительные жидкости для самолетов не отличаются слишком сложным химическим составом и не требуют особых высокотехнологичных мощностей для производства, но входной билет на этот рынок имеет довольно высокую цену. Необходимость аккредитации, прохождения многоступенчатых тестов в окружении сильных конкурентов с многолетним опытом и репутацией – все это сильно осложняет выход на рынок новым производителям.

В настоящее время основными торговыми марками являются американские и канадские Killfrost, Safewing, Octaflo, Maxflight. В последнее время заметна продукция немецкой фирмы Clarion. Из отечественных марок можно назвать жидкость I типа “Арктика”. Как видно из приведенного выше перечня разрешенных к применению жидкостей, отечественный производитель допущен к производству только противообледенительной жидкости типа 1. Вместе с тем на территории страны работают российские предприятия, производящие по лицензии и полученным технологиям продукцию западных торговых марок. В частности это московское ЗАО «Октафлюид», работающее совместно с американцами, а также нижнекамская фирма “Арктон”. Объем потребления жидкостей всех типов только в московских аэропортах оценивается в 12 тысяч тонн в год. Поэтому запас противообледенительных жидкостей в аэропорту должен быть достаточно велик.

Оборудование для обработки

Для обработки самолетов применяются специальные машины на платформе грузовых автомобилей. Они оснащены телескопическими штангами с поворотными форсунками для распыления противообледенительной жидкости. Кабина оператора снабжена отопительным устройством, а сама машина оборудована датчиками и сигнальной подсветкой, позволяющими подходить максимально близко к самолету, не задевая его. Для обработки труднодоступных участков, например днища самолета, предусмотрены отдельные шланги с распылителями.

Обработка самолета противообледенительной жидкостью служит исключительно для защиты машины на земле, до момента взлета, когда остатки этой жидкости сдуваются встречным воздушным потоком. В дальнейшем, непосредственно в полете, каждый самолет использует свои штатные противообледенительные системы.

Обработка самолетов противообледенительной жидкостью

Авиакатастрофы

Несмотря на то что явление обледенения корпуса самолета давно и хорошо изучено, из-за пренебрежения правилами авиационной безопасности катастрофы продолжают происходить. Некоторые из них – крушение самолета CRJ “Белавиа” в Ереване в 2008 году, катастрофа в Сочи в декабре 2016 года и совсем недавнее крушение самолета Ан-148 в текущем году. Поэтому недовольство пассажиров, вызванное задержкой вылета из-за необходимости противообледенительной обработки, мягко говоря, не оправдано.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий