陳旭光
東航技術西北分公司-生產(chǎn)技術部維修控制中心MCC
A320系列飛機結冰特性和所造成影響及除防冰綜述
陳旭光
東航技術西北分公司-生產(chǎn)技術部維修控制中心MCC
本文論述航空器結冰對飛行的危害,及結冰的特性。闡述結冰的形成及其嚴重程度度量方法,分析結冰對飛機氣動、操縱穩(wěn)定及起降特性的影響,總結現(xiàn)有飛機的防冰與除冰技術,并對A320飛機防冰系統(tǒng)多發(fā)性故障進行綜述。
結冰;除防冰;嚴重程度;影響
世界民航史上曾發(fā)生過多起由于飛機結冰導致的嚴重航空事故,我國也多次發(fā)生因航空器結冰導致的重大惡性事故。分析航空器結冰的成因和造成的后果,能幫助我們更有效的避免重大事故的發(fā)生。
2.1 民用航空器結冰的危害:1機體結冰、2機翼前緣結冰、3在旋翼和螺旋槳葉上結冰、4 風擋結冰、5天線結冰;
3.1 航空器結冰的原因:高空飛行飛機的迎風表面通常會伴隨三種不同形式的結冰現(xiàn)象,即“水滴積冰”,“干結冰”和“升華結冰”?!八畏e冰”成為本文討論的主要內(nèi)容。
3.2 航空器結冰的類型:飛機表面積冰的形狀則主要取決于云層中的水滴直徑、大氣溫度及飛行速度。高速飛行,飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴多而大、過冷卻程度較小的云中時,易形成如圖l(A)所示的“雙角狀冰”。低速飛行,飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴少而小、過冷卻程度較大的云中時,飛機表面的積冰形狀通常呈現(xiàn)粒狀或多孔的白色不透明冰層,稱作“矛狀冰”(圖1(C))。介于兩者之間的,多形成所謂的“中間冰”(圖1(B))。
圖1 飛機高速飛行中表面冰形狀
3.3 航空器結冰的強度:結冰強度是衡量結冰對飛行安全危害的量度,通常用結冰速率(冰在飛機部件表面形成的速度)來表示。分別為弱結冰(trace)、輕度結冰(light)、中度結冰(moderate)和強結冰(severe),所謂結冰程度,是指飛機在結冰條件下飛行的整個時間內(nèi),表面上所結冰層的最大厚度。
4.1 對起飛性能的影響:結冰后飛機的離地速度增大,這是由于升力減小,阻力增加,導致起飛加速度也相應減小。表1起飛階段的速度及距離,可以看出結冰對相關參數(shù)的具體影響。據(jù)統(tǒng)計,在由于結冰造成的飛行事故中,起飛階段約占1/3。
4.2 著陸性能的影響:結冰使飛機的著陸性能明顯下降,見表2
表1 冰對起飛性能的影響
表2 結冰對著陸性能的影響
當飛機在結冰條件下飛行時,為了防止飛機某些部位結冰,或結冰時能間斷地除去冰層,保證飛機結冰時安全飛行,需要采取適當?shù)姆辣c除冰技術。
按照工作方式,可將飛機防冰與除冰技術分為機械除冰技術、液體防冰技術和熱力防冰技術等。
6.1 系統(tǒng)介紹:A318/A319/A320/A321飛機防冰防雨系統(tǒng)在結冰條件下或大雨天氣下,都可以使用。熱氣防冰部位有:大翼前緣、發(fā)動機進氣道前緣;電防冰部位有:風擋玻璃、各種探頭、排水口。
6.2 常見故障分析:
6.2.1 發(fā)動機引氣壓力低導致大翼防冰失效:2012年12月31日,B-6172飛機(A319高原型),在執(zhí)行MU2335航班,西安-拉薩段時,出現(xiàn)左大翼防冰故障警告,當時飛機在11000英尺爬升階段,機組通過衛(wèi)星電話聯(lián)系地面工程師尋求幫助。由于大翼防冰使用發(fā)動機壓氣機引出的高溫氣流作為熱源,發(fā)動機在低功率下使用高壓壓氣機提供引氣、而在高功率下使用低壓壓氣機提供引氣,當時正是高低功率轉換的臨界點,判斷為發(fā)動機引氣壓力低導致防冰活門動作慢,產(chǎn)生的故障警告。指導機組重置左側發(fā)動機引氣,故障消失。
6.2.2 常見故障總結:經(jīng)過對東方航空A320機隊共235架飛機,自2006年1月1日至2015年1月1日,防冰系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看:因防冰系統(tǒng)造成的的航班延誤82次,占全部航班延誤的2.7%,占全部故障原因延誤的7.3%,屬于導致航班不正常的重點故障源。民航總局、生產(chǎn)制造廠家、營運人,自上至下都對該系統(tǒng)的完好性十分重視。依照東方航空“除防冰大綱”要求:起飛前不得有冰、雪、半融雪或霜的飛機表面。在日常維護中,對除防冰系統(tǒng)的個項故障也要慎重對待,細心維護,才能做到防患于未然。
[1]蔣天俊.結冰對飛機飛行性能影響的研究[D].南京:南京航空航天大學[碩士論文],2008.
[2]航空工程技術有限公司 除防冰大綱 2015.R07