تثليج الطائرة - الظروف والأسباب والعواقب

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تظهر الإحصائيات أن النسبة المئوية للوفيات في حوادث الطيران أقل بكثير مما هي عليه في وسائل النقل الأخرى. الجليد على الطائرات هو سبب شائع للحوادث ، لذا فإن محاربته تحظى باهتمام متزايد. في حالة وقوع حادث قطار أو سفينة أو سيارة ، يكون للناس فرصة كبيرة للبقاء على قيد الحياة. سقوط بطانات جوية ، مع استثناءات نادرة ، يؤدي إلى وفاة جميع الركاب

ما الذي يسبب تثليج

غالبًا ما تتعرض الأجزاء التالية من جسم الطائرة للجليد:

• حواف الذيل والجناح الأمامية
• مآخذ هواء المحرك ؛
• شفرات المروحة لأنواع المحركات المعنية.

يؤدي تكوين الجليد على الأجنحة والذيل إلى زيادة السحب ، وتدهور الاستقرار والتحكم في الطائرة. في أسوأ الحالات ، يمكن لعناصر التحكم (الجنيحات ، اللوحات ، إلخ) أن تتجمد ببساطة في الجناح ، وستكون السيطرة على الطائرة مشلولة جزئيًا أو كليًا.

تثليج مآخذ الهواء يعطل توحيد تدفقات الهواء الداخل إلى المحركات.والنتيجة هي التشغيل غير المتكافئ للمحركات وتدهور قوة الجر والفشل في تشغيل الوحدات. تظهر الاهتزازات التي يمكن أن تؤدي إلى تدمير المحركات بالكامل.

في طائرات المروحة والمروحة التوربينية ، يتسبب الجليد على حواف شفرات المروحة في انخفاض خطير في سرعة الطيران بسبب انخفاض كفاءة المراوح. نتيجة لذلك ، لا يجوز للسفينة "الوصول" إلى وجهتها ، حيث يظل استهلاك الوقود بسرعة أقل كما هو أو حتى يزيد.

الجليد الأرضي للطائرات

يمكن أن يكون الجليد على الأرض أو أثناء الطيران. في الحالة الأولى ، تكون ظروف الجليد للطائرة كما يلي:

• في الطقس الصافي عند درجات حرارة دون الصفر ، يبرد سطح الطائرة أكثر من الغلاف الجوي المحيط. وبسبب هذا ، يتحول بخار الماء الموجود في الهواء إلى جليد - يحدث الصقيع أو الصقيع. لا يتجاوز سمك اللويحة عادة بضعة ملليمترات. يمكن إزالته بسهولة حتى باليد.
• عند درجات حرارة قريبة من الصفر ورطوبة عالية ، تستقر المياه فائقة التبريد الموجودة في الغلاف الجوي على جسم الطائرة على شكل لوحة. اعتمادًا على الظروف الجوية المحددة ، يختلف الطلاء من شفاف في درجات حرارة أعلى إلى طلاء غير لامع يشبه الصقيع في درجات حرارة منخفضة.
• تجميد على سطح ضباب الطائرة أو المطر أو الصقيع. يتشكل ليس فقط نتيجة لهطول الأمطار ، ولكن أيضًا عندما تضرب الثلوج والثلج الطيني الهيكل من الأرض أثناء ركوب سيارات الأجرة.

هناك أيضًا نوع من الظاهرة مثل "وقود الجليد". عندما تكون درجة حرارة الكيروسين في الخزانات أقل من درجة حرارة الهواء المحيط ، يبدأ الماء الجوي في الاستقرار في المنطقة التي توجد بها الخزانات ويتشكل الجليد. يصل سمك الطبقة في بعض الأحيان إلى 15 مم أو أكثر. هذا النوع من الجليد بالطائرة خطير لأن الرواسب غالبًا ما تكون شفافة ويصعب ملاحظتها. بالإضافة إلى ذلك ، تتشكل الرواسب في منطقة خزان الوقود فقط ، بينما يظل باقي جسم الطائرة نظيفًا.

تثليج في الهواء

نوع آخر من الجليد للطائرات هو تكوين الجليد على بدن السفينة أثناء الرحلة. يحدث عند الطيران تحت المطر البارد أو الرذاذ أو الصقيع أو الضباب. غالبًا ما يتشكل الجليد على الأجنحة والذيل والمحركات وأجزاء الجسم البارزة الأخرى.

يختلف معدل تكوين القشرة الجليدية ويعتمد على كل من الظروف الجوية وتصميم الطائرة. كانت هناك حالات تكون فيها الترسبات الكلسية بسرعة 25 مم في الدقيقة. تلعب سرعة الطائرة هنا دورًا مزدوجًا - حتى عتبة معينة ، فهي تساهم في زيادة الجليد للطائرة نظرًا لحقيقة سقوط المزيد من الرطوبة على سطح الطائرة لكل وحدة زمنية. ولكن بعد ذلك ، مع مزيد من التسارع ، يسخن السطح بسبب الاحتكاك بالهواء ، وتقل شدة تكوين الجليد.

يحدث الجليد للطائرة أثناء الطيران في أغلب الأحيان على ارتفاعات تصل إلى 5000 متر. لذلك ، يتم إيلاء أهمية قصوى مسبقًا لدراسة الأحوال الجوية في المنطقة.الإقلاع والهبوط. من النادر جدًا استخدام الثلج على ارتفاعات عالية ، لكنه لا يزال ممكنًا.

إزالة الجليد باستخدام POL

يتم لعب الدور الرئيسي في منع تكون الجليد من خلال معالجة الطائرات بسائل مضاد للتجمد (AFL). الرواد في إنتاج عوامل التذويب هم شركة داو للكيماويات الأمريكية وشركة Cryotech الكندية للتذويب. الشركات تعمل باستمرار على توسيع وتحسين خط الكواشف الخاصة بهم.

مجالات البحث ذات الأولوية هي سرعة إزالة الجليد ومدة إزالة الجليد من الطائرات. أنواع مختلفة من السوائل المضادة للجليد هي المسؤولة عن هذه العمليات ، لذلك تتم معالجة الطائرة دائمًا على مرحلتين. في المجموع ، هناك أربعة أنواع من الكواشف المستخدمة في معالجة الطائرات. السوائل من النوع الأول مسؤولة عن إزالة الجليد الموجود من جسم الطائرة. تعمل أنواع التركيبات II و III و IV على حماية الجسم من التجمد لفترة معينة.

تجهيز الطائرة على الأرض

أولاً ، يتم معالجة الطائرة بسائل من النوع الأول مخفف بالماء الساخن إلى درجة حرارة 60-800C. يتم اختيار تركيز الكاشف بناءً على الظروف الجوية. غالبًا ما يتم تضمين صبغة في التكوين بحيث يمكن لموظفي الصيانة التحكم في توحيد طلاء الطائرة بالسائل. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل المواد الخاصة التي يتكون منها POL على تحسين تغطية المنتج.

المرحلة الثانية هي معالجة المرحلة التاليةالسائل ، والأكثر شيوعًا من النوع الرابع. إنه مطابق بشكل عام لتكوين النوع الثاني ، ولكن يتم إنتاجه باستخدام تقنية أكثر حداثة. النوع الثالث هو الأكثر استخدامًا لإزالة الجليد من طائرات الخطوط الجوية المحلية المختلفة. يتم رش السائل من النوع الرابع بشكل أنيق ، وعلى عكس النوع الأول ، يتم رشه بسرعة منخفضة. الغرض من المعالجة هو التأكد من أن الطائرة مغطاة بشكل موحد بطبقة سميكة من المركب لا تسمح للماء بالتجمد على سطح الطائرة.

أثناء الحركة ، يذوب الفيلم تدريجياً ، ويتفاعل مع هطول الأمطار. يجري المصنعون أبحاثًا مصممة لزيادة مدة الطبقة الواقية. كما تتم دراسة إمكانيات تقليل تأثير المكونات الضارة للسوائل المضادة للتجمد على البيئة. بشكل عام ، تظل AOL هي أفضل طريقة للتعامل مع الجليد في الطائرات في الوقت الحالي.

أنظمة مكافحة الجليد

التركيبات التي يتم التعامل معها بالطائرة على الأرض مصنوعة خصيصًا بحيث "تنفجر" أثناء الإقلاع بعيدًا عن سطح الجسم حتى لا تقلل من الرفع. ثم يتم الاستيلاء على عصا التحكم بواسطة مستشعرات الجليد بالطائرة. في اللحظة المناسبة ، يعطون الأمر لبدء العمل للأنظمة التي تمنع تكوين الجليد أثناء الرحلة. وهي مقسمة إلى ميكانيكية وكيميائية وحرارية (هواء حراري وكهربائي حراري).

الأنظمة الميكانيكية

بناءً على مبدأ التشوه الاصطناعي للسطح الخارجي لهيكل السفينة ، ونتيجة لذلك يتكسر الجليد وينفجر بفعل تدفق الهواء القادم. على سبيل المثال ، على الأجنحةوريش الطائرة مقوى بواقيات مطاطية مع نظام من غرف الهواء بالداخل. بعد أن تبدأ الطائرة في تكوين الجليد ، يتم تزويد الهواء المضغوط أولاً إلى الغرفة المركزية ، مما يؤدي إلى كسر الجليد. ثم يتم نفخ المقصورات الجانبية ويتم التخلص من الجليد من على السطح.

أنظمة كيميائية

يعتمد عمل مثل هذا النظام على استخدام الكواشف التي تشكل ، مع الماء ، مخاليط بنقطة تجمد منخفضة. سطح الجزء المطلوب من جسم الطائرة مغطى بمادة مسامية خاصة ، يتم من خلالها توفير سائل يذيب الجليد. تم استخدام الأنظمة الكيميائية على نطاق واسع في الطائرات في منتصف القرن العشرين ، لكنها تُستخدم الآن بشكل أساسي كطريقة احتياطية لتنظيف الزجاج الأمامي.

الأنظمة الحرارية

في هذه الأنظمة ، يتم التخلص من الجليد عن طريق تسخين السطح بالهواء الساخن وغازات العادم المأخوذة من المحركات ، أو بالكهرباء. في الحالة الأخيرة ، لا يتم تسخين السطح باستمرار ، ولكن بشكل دوري. يُسمح لبعض الجليد بالتجميد ، وبعد ذلك يتم تشغيل النظام. ينفصل الماء المجمد عن السطح ويتم حمله بعيدًا بواسطة تيار الهواء. وهكذا فإن الجليد المذاب لا ينتشر على جسم الطائرة.

أحدث تطور في هذا المجال هو النظام الكهروحراري الذي اخترعته GKN. يتم تطبيق فيلم بوليمر خاص مع إضافة المعدن السائل على أجنحة الطائرة. يستهلك الطاقة من النظام الموجود على متن الطائرة ويحافظ على درجة الحرارة على سطح الجناح من 7 إلى 210C. يستخدم هذا النظام الأخير على نطاق واسع على طائرات بوينج.787.

على الرغم من كل أنظمة الأمان "الفاخرة" ، يتطلب الجليد أقصى قدر من الاهتمام من جانب الشخص. غالبًا ما أدى القليل من عدم الانتباه إلى مآسي كبيرة. لذلك ، على الرغم من التطور التكنولوجي السريع ، لا تزال سلامة الناس تعتمد إلى حد كبير على أنفسهم.