摘 要：本文介紹了飛機(jī)結(jié)冰的原理、危害和防除/防冰方法。重點(diǎn)介紹了“紅外技術(shù)”（Infratek） 除/防冰系統(tǒng)的工作過(guò)程和應(yīng)用情況，總結(jié)了該系統(tǒng)相對(duì)于其他除/防冰技術(shù)的三大優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)結(jié)冰；防冰；除/防冰；新技術(shù)

飛機(jī)結(jié)冰是影響冬季飛行安全的重要因素。防冰、除/防冰工作是保障航空運(yùn)輸和航空安全的關(guān)鍵。目前中國(guó)民航常用防冰、除/防冰方法主要有機(jī)械除/防冰、電熱除/防冰、液體防冰等，除/防冰效果影響到飛機(jī)氣動(dòng)性能，直接關(guān)系到飛行安全。歐洲Radiant Aviation Services Europe（RASE）公司“紅外技術(shù)”（Infratek） 除/防冰系統(tǒng)采用紅外線熱能除去飛機(jī)上的冰，代替化學(xué)除/防冰劑，這樣除/防冰既快速，又經(jīng)濟(jì)，不污染環(huán)境。

1 飛機(jī)結(jié)冰過(guò)程及危害

飛機(jī)在含有過(guò)冷水滴的云層中飛行時(shí)，有可能發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。過(guò)冷水滴是指溫度低于0°C卻仍然保持液態(tài)的水滴，極不穩(wěn)定，在受到擾動(dòng)后就有可能轉(zhuǎn)化成冰。當(dāng)飛機(jī)在結(jié)冰氣象條件下飛行時(shí)，大氣中的過(guò)冷水滴撞擊在飛行器表面，易在固定（旋）翼、尾槳、進(jìn)氣道、風(fēng)擋玻璃、天線罩、儀表傳感器等部件表面發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象[1-2]。易發(fā)生飛機(jī)結(jié)冰的環(huán)境溫度范圍一般為-30°C～0°C。

飛機(jī)結(jié)冰后不僅增加了重量，而且破壞了飛行器的氣動(dòng)外形，影響其空氣動(dòng)力特征，造成飛行器最大升力下降、飛行阻力上升、操作性下降、穩(wěn)定性減弱，對(duì)飛行安全形成很大威脅，嚴(yán)重結(jié)冰會(huì)直接導(dǎo)致墜機(jī)[3]。

2 常用除/防冰技術(shù)[4-5]

2.1 機(jī)械除/防冰

機(jī)械除/防冰系統(tǒng)的原理是通過(guò)機(jī)械的方法使冰層破碎，然后由氣流吹除，或者是利用離心力，振動(dòng)把冰除去。機(jī)械除/防冰主要可分為氣動(dòng)除/防冰和電脈動(dòng)除/防冰。目前在飛機(jī)上應(yīng)用的最多的機(jī)械除/防冰系統(tǒng)是氣動(dòng)除/防冰系統(tǒng)，也可稱為膨脹管除/防冰系統(tǒng)。

2.2 電熱防冰

將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱部件表面的熱力防冰技術(shù)。該技術(shù)系統(tǒng)一般由電源、選擇開關(guān)、過(guò)熱保護(hù)裝置，及電加熱元件等組成。電加熱元件將電源所提供的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?duì)部件表面加熱、除/防冰。過(guò)熱保護(hù)裝置用來(lái)防止表面蒙皮過(guò)熱而變形。

2.3 液體除/防冰

向部件待防護(hù)表面噴涂除/防冰液，與撞擊在表面上的過(guò)冷水滴混合，液體凝固點(diǎn)低于表面溫度而不結(jié)冰的飛機(jī)除防/冰技術(shù)。該技術(shù)系統(tǒng)一般由貯液箱、泵、過(guò)濾器、控制裝置、輸液管及液體分配器等組成。常用乙烯乙二醇，異丙醇、乙醇、甲醇等低凝固點(diǎn)液體除/防冰液。

3 “紅外技術(shù)”除/防冰系統(tǒng)及應(yīng)用[6]

3.1 除/防冰系統(tǒng)介紹

歐洲RASE公司的“紅外技術(shù)”（Infratek） 除/防冰系統(tǒng)是飛機(jī)除/防的另一種技術(shù)，通過(guò)美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）認(rèn)證?！凹t外技術(shù)”采用紅外線加熱技術(shù)除/防冰，不使用乙二醇等液體。除/防冰系統(tǒng)的能量是由天然氣或者丙烷轉(zhuǎn)化而來(lái)。紅外線加熱面板安裝在三角形架構(gòu)的機(jī)庫(kù)頂部。加熱面板可分為固定和移動(dòng)兩種方式。

使用時(shí)，首先要打開設(shè)備開關(guān)，使紅外線面板首先預(yù)熱，對(duì)頂棚進(jìn)行加熱，外線面板產(chǎn)生大量的能量（相當(dāng)于900萬(wàn)瓦特的熱量）從頂棚反彈到要處理的飛機(jī)上，使機(jī)身的冰雪融化。加熱后的頂棚也能夠幫助蒸發(fā)，并能夠使凝結(jié)的水滴從機(jī)身滴落下來(lái)。當(dāng)機(jī)身完全干燥時(shí)，地面上只有殘留水滴時(shí)，此過(guò)程才認(rèn)為真正完成。紅外線不會(huì)對(duì)飛機(jī)表面進(jìn)行加熱，其光線也不能穿透到飛機(jī)內(nèi)部。試驗(yàn)表明，當(dāng)處理結(jié)束后，飛機(jī)的表面溫度比夏天停放在外面的飛機(jī)的溫度還要低。如果氣候條件惡劣，飛機(jī)需要涂上一層化學(xué)物質(zhì)，以阻止起飛時(shí)冰雪的形成。

3.2 除/防冰系統(tǒng)的應(yīng)用

1999/2000年的冬天，紐約紐華克（Newark）國(guó)際機(jī)場(chǎng)引入了“紅外技術(shù)”（Infratek）除/防冰系統(tǒng)。RASE公司稱，西方的主要客機(jī)及支線飛機(jī)的制造商都已同意將紅外線除/防冰系統(tǒng)應(yīng)9用到各自的飛機(jī)上，包括漢莎航空在內(nèi)的美國(guó)四大航空公司也都同意使用“紅外技術(shù)”系統(tǒng)。在機(jī)場(chǎng)方面肯尼迪（JFK）國(guó)際機(jī)場(chǎng)安裝用于波音747機(jī)型的“紅外技術(shù)”除/防冰系統(tǒng)，此外新澤西州紐瓦克自由國(guó)際機(jī)場(chǎng)、威斯康星州萊恩蘭德Rhinelander-Oneida機(jī)場(chǎng)都使用了該除/防冰系統(tǒng)。

2006年1月，挪威加勒穆恩奧斯陸（Oslo）國(guó)際機(jī)場(chǎng)引入了“紅外技術(shù)”（Infratek） 除/防冰系統(tǒng)，并在500架飛機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試，成為歐洲第一家使用該系統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)。奧斯陸機(jī)場(chǎng)使用了該系統(tǒng)后，北歐航空及其子集團(tuán)下的航空公司也陸續(xù)加入到使用隊(duì)伍中。

3.3 除/防冰系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

挪威奧斯陸（Oslo）機(jī)場(chǎng)為每架737飛機(jī)除/防冰要消耗掉160加侖（600升）乙二醇。在除/防冰的過(guò)程中只有其中25-40加侖（100-150升）純乙二醇能夠被使用。當(dāng)氣溫較低并且遇到了糟糕的氣候條件時(shí)，除/防冰時(shí)的乙二醇消耗量平均會(huì)增加7-8加侖（25-30升）。冬季，奧斯陸機(jī)場(chǎng)要進(jìn)行約8，000次的除/防冰工作，需要配備15臺(tái)除/防冰車，消耗約1280，000加侖（480萬(wàn)升）的乙二醇。安裝“紅外技術(shù)”除/防冰系統(tǒng)使乙二醇的使用率降低50-70%。

前挪威交通部長(zhǎng)Liv Signe Navarsete 強(qiáng)調(diào)了此項(xiàng)目對(duì)于國(guó)家的重要性?！斑@是奧斯陸機(jī)場(chǎng)在保護(hù)和改善環(huán)境的悠久歷史中的又一個(gè)里程碑，機(jī)場(chǎng)的模范帶頭作用對(duì)挪威至關(guān)重要，我祝賀奧斯陸成為歐洲第一個(gè)使用該系統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)。”

“紅外技術(shù)”（Infratek）除/防冰系統(tǒng)主要有三個(gè)優(yōu)勢(shì)： 首先，保障飛行安全的同時(shí)，降低了除/防冰成本；其次提高了除/防冰的效率，降低飛機(jī)延誤的可能性；第三，大幅度減少了乙二醇的使用，積極保護(hù)環(huán)境，提高了機(jī)場(chǎng)環(huán)保方面的聲譽(yù)。

當(dāng)除/防冰機(jī)庫(kù)空閑時(shí)，也可以用于其他用途，譬如可以停放多余飛機(jī)和地面處理設(shè)備，也可以作為小型的維修站使用。

4 結(jié)語(yǔ)

飛機(jī)結(jié)冰的解決辦法是預(yù)防和消除結(jié)冰，避免飛機(jī)在結(jié)冰條件下飛行。提高結(jié)冰的警覺(jué)性，保障飛行安全，防冰、除/防冰技術(shù)依然是飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。本文重點(diǎn)介紹了“紅外技術(shù)”（Infratek） 除/防冰系統(tǒng)的工作過(guò)程和應(yīng)用情況，總結(jié)了該系統(tǒng)相對(duì)于其他除/防冰技術(shù)的三大優(yōu)勢(shì)，目的在于使讀者對(duì)這種除/防冰新技術(shù)有一個(gè)較為全面的理解。

參考文獻(xiàn)

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