Aircraft de-icing
Когда меня спрашивают, как трудно работать самолёты, я расскажу вам про диайсинг.
Самолёт летает не потому, что в движке шуршит.
А из-за того, что крыло обтекается воздухом.
Форма крыла приводит к тому, что обтекающий его поток создаёт подъёмную силу, действующую на крыло.
Большей частью подъёмная сила - это присасывание крыла верхней поверхностью к проносящемуся над ним воздуху.
Форма крыла, разумеется, рассчитывается так, чтобы по максимуму всосаться вверх. В то время как его обтекают.
То есть подъёмная сила зависит от профиля крыла.
Запомним прикольное и продолжим теорию.
Ещё подъёмная сила увеличивается с увеличением скорости.
А также с увеличением угла атаки (то есть угла между набегающим потоком и хордой крыла - линией от его передней до задней кромки). Увеличивается до определённого момента. После угла атаки, называемого критическим, происходит срыв потока (превращение из ламинарного в турбулентный), и подъёмная сила резко уменьшается.
Теперь, вооружённые передовой теорией, нам не страшно и на самолёт посмотреть.
Осторожно выглянем...
Летний самолёт обычно страха не внушает.
Но у нас за окнами зима и снег при около нуля.
И что же мы видим в таких антисанитарных условиях на крыле?
Ёптапунтакана... - говорит в таких случаях техник и начинает рефлекторно нащупывать клавишу рации, а нащупав, орать в эфир малоразборчивое что-то про облив.
А почему?
Потому что, разумеется, такие красивости форму крыла искажают до неудобообтекаемости.
От искажения потока подъёмная сила уменьшается. Также она может уменьшаться из-за частичной турбулизации потока этими вот замёрзшими осадками.
К чему это приведёт?
"Мы уже полчаса как едем, а оно всё ещё не летит"
Лёдчеги пытаются нос задрать, оно не помогает, так оне и ещё сильнее тянут.
Компенсировать уменьшившуюся п. с. можно или увеличением скорости самолёта на взлёте, или увеличением угла атаки.
В первом случае мы рискуем не уместиться в длину полосы (лёдчег же рассчитал разбег как для нормального самолёта).
Во втором - рискуем вообще потерять всю п. с. из-за наступившего гораздо раньше срыва потока - ведь крыло имеет совсем не расчётный профиль, а вовсе и чёрт-те какой из-за снега и льда.
То есть мы кагбэ понимаем, что нафиг не сдались нам всяческие загрязнения на крыле.
Возникает вопрос - как с этим бороться?
Методы есть разные - заразные и несуразные.
Можно, например, почистить крыло щётками и швабрами.
Или метлой.
В условиях, когда народу много, а работы мало, этот способ вполне себе катит.
Армия, например.
Однако у нас, в части массовых перевозок, всё очень наоборот.
Поэтому чаще всего применяется противообледенительная обработка (ПОО) жидкостями на основе этиленгликоля.
Обработка ведётся в один или два этапа.
Первый этап - удаление обледенения (de-icing).
Производится нагретой примерно до +60 градусов Цельсия противообледенительной жидкостью (ПОЖ) типа 1.
Когда пассажиры на местах и трап отогнан, экипаж готовится к обливу.
Закрывается отбор воздуха от ВСУ на кондиционирование салона (чтобы пары жидкости не попадали в салон).
Затем связывается с выпускающим техником и облив начинается.
Обработка, в теории, должна начинаться с левого крыла, затем левая половина стабилизатора, правая половина стабилизатора, и, наконец, правое крыло. Это делается для того, чтобы командир ВС со своей стороны мог видеть крыло, находящееся в самых худших условиях (так как обработка начинается на нём первой, то оно потом дольше остальных поверхностей подвергается воздействию осадков).
Горячей жидкостью снег смывается спереди крыла назад и от его верхней точки вниз (в данном случае от законцовки крыла к фюзеляжу).
Затем машина переезжает дальше, на стабилизатор.
Машины бывают различных конструкций. Такая - из наиболее простых.
Тут оператор в люльке может управлять подъёмом стрелы и её поворотом, а распылительный пистолет направляет вручную. Водитель же медленно везёт клиента в люльке вдоль крыла.
Бывают машины с закрытой кабиной оператора и поворачивающимся управляемым соплом на длинной штанге.
В некоторых зарубежных портах есть стационарные установки на специально построенных обливочных стоянках, где жидкость собирается, очищается и снова используется. В России всё по-простому, по рабоче-крестьянски.
Расход жидкости на этом этапе обработки, в зависимости от условий, может составлять от примерно 150 литров на самолёт (несильный иней на крыле и стабилизаторе) до нескольких тонн (толстый слой мокрого снега и продолжающиеся осадки).
Каждый литр стОит несколько долларов, так что очень подумайте, если хотите создавать свою авиакомпанию :)
Жидкость может, в зависимости от температуры воздуха, разбавляться водой. Машина сама может смешивать нужную концентрацию и подогревать жидкость.
Если осадков нет, то первым этапом вся развлекуха и заканчивается.
Если же снег всё капает, то мы приходим к необходимости второго этапа обработки - защите от наземного обледенения, или anti-icing.
Он проводится нанесением жидкости типов 2, 3 или 4.
Это - по сути, похожая на тип 1 жидкость, только более вязкая и концентрации 100%.
Такая жидкость принимает на себя снег и не даёт ему прилипать к поверхности ВС.
ПОЖ имеет так называемый критерий аэродинамической пригодности.
Это значит, что она должна быть сдута с поверхностей ВС при разбеге, на скорости до примерно 130-150 км/ч.
Поэтому.
Уважаемые пилоты.
Пожалуйста, не мотивируйте своё желание политься "обледенением в облаках" :)
В полёте жидкости на ВС уже нет и даже её остатки не участвуют в защите от обледенения.
В полёте действуют только самолётные системы. На земле же вас защищают только от наземного обледенения.
Второй этап обработки происходит обычно на обратном ходе машины - сразу же после обработки первым типом.
По окончании обработки лётчикам сообщаются время начала крайнего этапа обработки, концентрации жидкостей и их типы (1 и, возможно, 2 или 3 или 4). На основании этих данных и в зависимости от погодных условий лётчики по таблицам определяют время защиты от обледенения (Holdover time). Зная время начала крайнего этапа обработки, они могут по пути руления и во время ожидания взлёта ориентироваться, на сколько им хватит этой обработки.
При необходимости, они могут вернуться со старта для повторной обработки.
В завершение - немного нюансов.
1. на нижней поверхности крыла, в районе топливных баков, допускается нарастание инея толщиной до 3 мм. Его можно не удалять.
2. если топливо холодное (например, после долгого полёта), то возможно осаждение влаги из воздуха на верхнюю переохлаждённую поверхность крыла и образование так называемого "топливного льда". Он прозрачен и совершенно неотличим от влаги на поверхности крыла. Обнаружить его можно только голой рукой. Наличие не допускается.
3. обледенение возможно при температуре воздуха обычно от примерно -15 до примерно +15 градусов Цельсия. Это если даже снега нет, за счёт содержащейся в воздухе влаги.
4. что мы будем делать в таком случае:
?
Правильно.
Поливать осторожненько сверху, стараясь не попадать на стёкла прямой струёй.
Также прямой струёй не надо лить на щели проёмов дверей, в воздухозаборники двигателей и ВСУ.
5. на фюзеляже допускается слой инея, позволяющий прочитать логотип компании.
P. S.
1. Если во время ПОО из вентиляции повалили светлые пары, то, возможно, это пока ещё и не пожар, а просто пилоты не согласовали с техниками про облив и те захерачили струю в заборник ВСУ (откуда и пошло в вентиляцию). У неё сладенький такой привкус.
Поэтому насторожитесь, но сразу не выбегайте про пожар.
Немного подождите - "а вдруг ещё полетим?"
2. 3rd Force - Ready or Not.
3. Рекомендации Ассоциации Европейских Авиалиний по предотвращению и удалению обледенения на земле (англ.).
4. Разумеется, тема уже обсасывалась другими, но у меня же свой взгляд :)