Lennuki jäätumine – tingimused, põhjused ja tagajärjed

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Statistika näitab, et lennuõnnetustes hukkunute protsent on palju väiksem kui muude transpordiliikide puhul. Lennukite jäätumine on sage õnnetuste põhjus, mistõttu pööratakse selle vastu võitlemisele kõrgendatud tähelepanu. Rongi-, laeva- või autoõnnetuse korral on inimestel üsna suur tõenäosus ellu jääda. Õhusõidukite kukkumine, välja arvatud harvad erandid, põhjustab kõigi reisijate surma.

Mis põhjustab jäätumist

Järgmised õhusõiduki kere osad puutuvad kõige sagedamini kokku jäätumisega:

• saba ja tiiva esiservad;
• mootori õhuvõtuavad;
• propelleri labad vastavatele mootoritüüpidele.

Jää moodustumine tiibadele ja sabale põhjustab õhusõiduki takistuse suurenemist, stabiilsuse ja juhitavuse halvenemist. Halvimatel juhtudel võivad juhtseadised (sipelgad, klapid jne) lihts alt tiiva külge kinni külmuda ja lennuki juhtimine jääb osaliselt või täielikult halvatuks.

Õhuvõtuavade jäätumine häirib mootoritesse sisenevate õhuvoolude ühtlust. Selle tagajärjeks on mootorite ebaühtlane töö ja veojõu halvenemine, tõrked üksuste töös. Ilmub vibratsioon, mis võib viia mootorite täieliku hävimiseni.

Propellerventilaator- ja turbopropellerlennukitel põhjustab propelleri labade servade jäätumine propellerite efektiivsuse languse tõttu lennukiiruse tõsist langust. Selle tulemusena ei pruugi laev sihtkohta jõuda, kuna kütusekulu väiksemal kiirusel jääb samaks või isegi suureneb.

Lennuki maapinna jäätumine

Jäätumine võib olla maapinnal või lennu ajal. Esimesel juhul on õhusõiduki jäätumistingimused järgmised:

• Selge ilmaga ja miinustemperatuuridel jahtub lennuki pind rohkem kui ümbritsev atmosfäär. Seetõttu muutub õhus sisalduv veeaur jääks – tekib härmatis või härmatis. Naastu paksus ei ületa tavaliselt paari millimeetrit. Seda saab kergesti eemaldada isegi käsitsi.
• Nulllähedase temperatuuri ja kõrge õhuniiskuse korral settib atmosfääris olev ülejahutatud vesi naastude kujul lennuki kerele. Olenev alt konkreetsetest ilmastikutingimustest varieerub kate kõrgemal temperatuuril läbipaistvast kuni mati härmatiselaadse kattekihini madalamatel temperatuuridel.
• Lennuki pinnal külmub udu, vihm või lörts. Tekib mitte ainult sademete tagajärjel, vaid ka siis, kui lumi ja lörts ruleerimise ajal kerele maapinn alt vastu löövad.

On olemas ka selline nähtus nagu "kütusejää". Kui paakides oleva petrooleumi temperatuur on madalam kui ümbritseva õhu temperatuur, hakkab paakide asukohas atmosfäärivesi settima ja tekib jää. Kihi paksus ulatub mõnikord 15 mm-ni või rohkem. Seda tüüpi lennukite jäätumine on ohtlik, kuna sete on enamasti läbipaistev ja raskesti märgatav. Lisaks moodustub sete ainult kütusepaagi piirkonnas, samas kui ülejäänud lennukikere jääb puhtaks.

Jäätis õhus

Teine lennuki jäätumise tüüp on jää tekkimine laeva kerele lennu ajal. Tekib lennates külma vihma, vihma, lörtsi või uduga. Jää moodustub kõige sagedamini tiibadele, sabadele, mootoritele ja muudele väljaulatuvatele kehaosadele.

Jääkooriku moodustumise kiirus on erinev ja sõltub nii ilmastikutingimustest kui ka lennuki konstruktsioonist. On esinenud naastude moodustumist kiirusega 25 mm minutis. Lennuki kiirus mängib siin kahekordset rolli - kuni teatud läveni aitab see kaasa lennuki jäätumise suurenemisele, kuna lennuki pinnale langeb ajaühikus rohkem niiskust. Kuid edasisel kiirendamisel kuumeneb pind õhuga hõõrdumisest ja jää moodustumise intensiivsus väheneb.

Lennusõiduki jäätumine toimub kõige sagedamini kuni 5000 meetri kõrgusel. Seetõttu pööratakse eelnev alt ülimat tähelepanu piirkonna ilmastikutingimuste uurimisele.õhkutõus ja maandumine. Jäätumine suurtel kõrgustel on äärmiselt haruldane, kuid siiski võimalik.

Jäätõrje POL

Põhiroll jäätumise vältimisel on lennukite töötlemisel jäätumisvastase vedelikuga (AFL). Liidrid jääsulatusainete tootmises on Ameerika The Dow Chemical Company ja Kanada Cryotech Deicing Technology. Ettevõtted laiendavad ja täiustavad pidev alt oma reaktiivide valikut.

Prioriteetsed uurimisvaldkonnad on õhusõiduki jäätõrje kiirus ja kestus. Nende protsesside eest vastutavad erinevat tüüpi jäätumisvastased vedelikud, seega toimub lennuki töötlemine alati kahes etapis. Kokku on õhusõiduki töötlemisel nelja tüüpi reaktiive. Esimest tüüpi vedelikud vastutavad olemasoleva jää eemaldamise eest lennuki kerelt. II, III ja IV tüüpi kompositsioonid kaitsevad keha teatud aja jooksul jäätumise eest.

Lennuki töötlemine maapinnal

Esm alt töödeldakse õhusõidukit I tüüpi vedelikuga, mis on lahjendatud kuuma veega temperatuurini 60–80 °C 0C. Reaktiivi kontsentratsioon valitakse ilmastikutingimuste alusel. Kompositsioonis sisaldub sageli värvaine, et hoolduspersonal saaks kontrollida õhusõiduki vedelikuga katmise ühtlust. Lisaks parandavad POL-i moodustavad spetsiaalsed ained toote katvust.

Teine etapp on järgmise töötleminevedelik, kõige sagedamini IV tüüp. See on üldiselt identne II tüüpi koostisega, kuid on toodetud kaasaegsema tehnoloogia abil. III tüüpi kasutatakse kõige sagedamini erinevate kohalike lennufirmade lennukite jäätõrjeks. IV tüüpi vedelikku pihustatakse puht alt ja erinev alt I tüübist väikese kiirusega. Töötlemise eesmärk on tagada, et lennuk oleks ühtlaselt kaetud paksu segukilega, mis ei lase vee õhusõiduki pinnal külmuda.

Tegevuse ajal film järk-järgult "sulab", reageerides sademetega. Tootjad viivad läbi uuringuid, mille eesmärk on suurendada kaitsekihi kestust. Samuti uuritakse võimalusi jäätumisvastaste vedelike kahjulike komponentide mõju keskkonnale minimeerimiseks. Üldiselt on AOL praegu parim viis lennukite jäätumisega tegelemiseks.

Jäätumisvastased süsteemid

Koostised, mida õhusõidukeid käsitsetakse maapinnal, on spetsiaalselt valmistatud nii, et õhkutõusmisel "puhutakse" need kere pinn alt ära, et mitte vähendada tõstejõudu. Seejärel võtavad teatepulga üle lennuki jäätumisandurid. Õigel hetkel annavad nad käsu tööle asuda süsteemidele, mis takistavad lennu ajal jää teket. Need jagunevad mehaanilisteks, keemilisteks ja termilisteks (õhk-termilised ja elektrotermilised).

Mehaanilised süsteemid

Põhineb laevakere välispinna kunstliku deformatsiooni põhimõttel, mille tulemusena jää puruneb ja vastutuleva õhuvooluga puhutakse minema. Näiteks tiibadelLennuki sulestik on tugevdatud kummist kaitsmetega, mille sees on õhukambrite süsteem. Pärast seda, kui lennuk hakkab jäätuma, suunatakse esm alt suruõhk keskkambrisse, mis jää lõhub. Seejärel pumbatakse külgmised sektsioonid täis ja jää visatakse pinn alt maha.

Keemiasüsteemid

Sellise süsteemi tegevus põhineb reaktiivide kasutamisel, mis koos veega moodustavad madala külmumistemperatuuriga segusid. Lennuki kere soovitud sektsiooni pind on kaetud spetsiaalse poorse materjaliga, mille kaudu antakse vedelikku, mis lahustab jääd. Keemilisi süsteeme kasutati lennukites laialdaselt 20. sajandi keskel, kuid praegu kasutatakse neid peamiselt tuuleklaaside puhastamise varumeetodina.

Soojussüsteemid

Nendes süsteemides kõrvaldatakse jäätumine pinna soojendamise teel kuuma õhu ja mootoritelt võetud heitgaasidega või elektriga. Viimasel juhul ei kuumutata pinda pidev alt, vaid perioodiliselt. Osal jääl lastakse külmuda, misjärel lülitatakse süsteem sisse. Külmunud vesi eraldub pinnast ja kantakse õhuvooluga minema. Seega ei levi sulanud jää üle lennuki kere.

Selle valdkonna moodsaim arendus on GKN-i leiutatud elektrotermiline süsteem. Lennuki tiibadele kantakse spetsiaalne polümeerkile, millele on lisatud vedelat metalli. See võtab energiat lennuki pardasüsteemist ja hoiab tiivapinna temperatuuri vahemikus 7–21 0C. Seda uusimat süsteemi kasutatakse laialdaselt Boeingu lennukitel.787.

Hoolimata kõigist "väljamõeldud" turvasüsteemidest nõuab jäätumine inimeselt ülimat tähelepanu. Väike tähelepanematus tõi sageli kaasa suuri tragöödiaid. Seetõttu sõltub inimeste ohutus, hoolimata tehnoloogia kiirest arengust, siiski suuresti neist endist.