破甲除冰飛更高：飛機(jī)除冰的那些事兒

韓勇

飛機(jī)作為現(xiàn)代化高效率的運(yùn)輸工具，給人們出行帶來了極大方便。保證飛行安全是各國(guó)航空公司最關(guān)心的頭等大事，也是每個(gè)乘機(jī)旅客最大的愿望。盡管飛機(jī)性能在不斷提高，地面保障設(shè)備在不斷改善，但天氣原因仍是影響飛行安全的重要因素之一。對(duì)于冬季飛行來講，影響飛行安全的重要“天敵”就是飛機(jī)積冰。

歷史上曾發(fā)生過多起飛機(jī)外部積冰，特別是機(jī)翼表面積冰嚴(yán)重影響飛行安全的事故。即使冰或雪或霜造成輕微污染也能損害翼面，相當(dāng)于中粒砂紙的冰粗糙度可導(dǎo)致操縱品質(zhì)降低到危險(xiǎn)程度和失速范圍。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，直徑1～2毫米、食鹽大小的細(xì)小霜?；虮＃疵科椒嚼迕滓粋€(gè)的密度稀疏分布在機(jī)翼上表面，造成機(jī)翼上表面粗糙，會(huì)使最大升力系數(shù)在地面效應(yīng)和自由空氣兩種條件下分別損失22%和33%。其造成的升力損失之大，足以使具有高性能的超臨界翼型機(jī)翼的飛機(jī)無(wú)法起飛。

波音公司的試驗(yàn)表明，砂紙般粗糙度的機(jī)翼表面使板條機(jī)翼的最大升力降低32%，而且在振桿器發(fā)出失速報(bào)警前失速。平直機(jī)翼螺旋槳飛機(jī)和有前緣增升裝置的后掠翼噴氣機(jī)都會(huì)受到薄冰的不利影響。試驗(yàn)表明，翼面升力對(duì)翼弦最初20%的平滑繞流很敏感，哪怕很薄的一層冰也會(huì)妨害附面層，造成阻力增加導(dǎo)致早期氣流分離。

易積冰的天氣條件

飛機(jī)結(jié)冰是指飛機(jī)機(jī)體表面某些部位聚集冰層的現(xiàn)象。它主要由云中過冷水滴或降水中的過冷雨碰到飛機(jī)機(jī)體后結(jié)冰形成的，此外還有凍結(jié)的降水，如雪、雨夾雪或冰雹。也可由水汽直接在機(jī)體表面凝華而成。飛機(jī)在云中飛行時(shí)間過長(zhǎng)易導(dǎo)致積冰。冰的積聚還可以來自其他地面運(yùn)作或地面運(yùn)行。

飛機(jī)積冰的概率取決于很多因素，其中最主要的因素是天氣條件，比如飛行高度上云的概率、云的含水量、氣溫、云中水滴和冰晶的大小及它們?cè)趩挝粫r(shí)間內(nèi)落在單位面積上的數(shù)量、水滴的冰結(jié)速度、氣流繞過飛機(jī)各部位的特點(diǎn)（飛機(jī)的空氣動(dòng)力特性）以及飛行速度。過冷水滴組成的濃密云中積冰概率最大。

在各種天氣現(xiàn)象中，云是飛機(jī)產(chǎn)生積冰最主要的天氣現(xiàn)象。其中積云中水氣和水滴都比較大，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈積冰，同時(shí)，由于云中各部位的含水量和水滴大小的分布不同，中、上部是最強(qiáng)的積冰區(qū)域。而層狀云的水氣含量一般都較少，有時(shí)在較厚云層云頂附近會(huì)多一些，因此積冰強(qiáng)度通常為輕度或中度。由于高度高、溫度低、厚度薄、水量少，因而高積云積冰往往是輕度積冰。雨層云高層云這兩種云只會(huì)形成輕度的積冰，但這兩種云范圍廣、厚度大，沿鋒面伸展可達(dá)1000多千米，垂直鋒面伸展也可達(dá)200～400千米，其厚度可有1.5千米以上，因此，飛機(jī)穿過它們所需時(shí)間較長(zhǎng)，有積厚冰層的危險(xiǎn)。

云層溫度也是影響飛機(jī)積冰的主要參數(shù)之一。據(jù)有關(guān)報(bào)道顯示，飛機(jī)飛行在0～-40℃甚至更低的云溫條件下，都有積冰可能。飛機(jī)積冰一般發(fā)生在0～-20℃的溫度范圍內(nèi)，尤其在-2～-10℃溫度范圍內(nèi)遭遇積冰的次數(shù)最多，而強(qiáng)烈的積冰主要發(fā)生在-2～-8℃的溫度范圍內(nèi)。

就季節(jié)而言，不同季節(jié)飛機(jī)的積冰頻率也不相同，在冬、秋兩季積冰頻率比較高。除此之外，飛行高度不同，飛機(jī)積冰頻率也不同。冬季在3000米以下（含3000米）高度飛行時(shí)，積冰幾乎占56%；在6000米以上高度上飛行時(shí)，積冰占21%。而在夏季3000米以下高度上，積冰現(xiàn)象減少，幾乎沒有；在6000米以上，積冰占62%。

積冰對(duì)飛機(jī)性能的影響

根據(jù)飛機(jī)積冰部位的不同，積冰對(duì)飛機(jī)的性能和安全主要產(chǎn)生以下危害：

升力面積冰 當(dāng)機(jī)翼和尾翼積冰時(shí)，能使飛機(jī)的空氣動(dòng)力特性和飛行特性顯著變壞。根據(jù)有關(guān)方面的飛行試驗(yàn)，機(jī)翼、尾翼積冰時(shí)，其阻力增加占飛機(jī)因積冰引起總阻力增加約70%～80%，若在大迎角下飛行時(shí)將會(huì)更突出。如果積冰層較厚，還會(huì)使飛機(jī)的重心位置改變，從而影響飛機(jī)的安定性。由此可見，積冰對(duì)飛行安全的影響嚴(yán)重。

發(fā)動(dòng)機(jī)積冰 飛行實(shí)踐證明，當(dāng)外界氣溫等于小于+5℃時(shí)，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口部分可以發(fā)生結(jié)冰。進(jìn)氣道結(jié)冰將導(dǎo)致進(jìn)氣速度場(chǎng)分布不均并使氣流發(fā)生局部分離，引起壓氣機(jī)葉片的振動(dòng)，冰屑脫離，進(jìn)入壓氣機(jī)，造成壓氣機(jī)的機(jī)械損傷，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的推力降低。嚴(yán)重時(shí)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞或熄火。

空速管和靜壓孔積冰 空速管和靜壓孔積冰，會(huì)使一些重要駕駛儀表指示度失真，甚至完全失效，導(dǎo)致自動(dòng)系統(tǒng)會(huì)提供錯(cuò)誤信息，使飛行員失去判斷飛行狀態(tài)的依據(jù)。

天線積冰 天線積冰可能會(huì)使無(wú)線電通信失效，中斷聯(lián)絡(luò)。強(qiáng)烈積冰能使天線同機(jī)體相接，發(fā)生短路，會(huì)造成無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備失靈。

風(fēng)擋積冰 風(fēng)擋積冰會(huì)大大降低其透明度，使目視條件大大惡化，嚴(yán)重影響飛行員視線。

操縱面積冰 如果操縱面的主要區(qū)域有冰、霜、雪，會(huì)導(dǎo)致操縱面凍結(jié)在原有位置或運(yùn)動(dòng)受阻。

起落架裝置結(jié)冰 起落架裝置上的結(jié)冰，會(huì)在收輪時(shí)損壞起落架裝置或設(shè)備，積聚在起落架上的冰雪在起飛時(shí)脫落，會(huì)損壞飛機(jī)。

地面積冰 地面積冰時(shí)，冰的聚積是不對(duì)稱的。當(dāng)積冰的飛機(jī)起飛時(shí)，氣流會(huì)從機(jī)翼上過早地和明顯地分離。所以積冰的飛機(jī)離地升力系數(shù)比正常飛機(jī)小15%～20%，相當(dāng)危險(xiǎn)。

因此，民航局規(guī)定，任何飛機(jī)都不能帶冰、雪、霜起飛。

積冰的預(yù)防及對(duì)策

雖然積冰對(duì)飛行的危害很大，但只要我們飛行人員按照規(guī)章規(guī)定嚴(yán)格做好每一階段的工作，完全可以避免或者把其影響降到最低。

1、運(yùn)行要求

除非飛機(jī)設(shè)備符合MEL的要求，否則無(wú)論是機(jī)長(zhǎng)還是簽派員都不應(yīng)在已知或預(yù)報(bào)的結(jié)冰條件下放行飛機(jī)。機(jī)長(zhǎng)和簽派員還必須了解防冰設(shè)備在中度或嚴(yán)重結(jié)冰條件下的使用限制。在起飛前，機(jī)長(zhǎng)對(duì)飛機(jī)是否需要除冰做最后決定，當(dāng)機(jī)翼或操縱面上有霜、雪或冰時(shí)，不允許起飛。

2、地面除冰操作及注意事項(xiàng)

如果存在冰、雪、霜，要認(rèn)真執(zhí)行飛機(jī)除冰程序，嚴(yán)禁帶冰、雪、霜起飛。另外，要掌握不同型號(hào)除冰液的作用時(shí)間，與管制部門協(xié)調(diào)好以保證在除冰液有效時(shí)段內(nèi)起飛。如果由于延誤造成超出除冰液的作用時(shí)間，一定要重新進(jìn)行除冰。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)

如果飛機(jī)在外界溫度-40°C以下停放了3小時(shí)以上，不要起動(dòng)或冷轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，維護(hù)人員應(yīng)根據(jù)惡劣氣候起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)要求完成相應(yīng)的程序。在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，必須事先指定機(jī)組中有一人向外觀察，以防止飛機(jī)停在滑溜的地面上，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的慢車推力使飛機(jī)向前滑動(dòng)與地面障礙物相撞。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)存在結(jié)冰條件或預(yù)計(jì)存在結(jié)冰情況，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后必須立即接通發(fā)動(dòng)機(jī)防冰。當(dāng)全溫TAT高于10°C時(shí)，不要使用發(fā)動(dòng)機(jī)防冰。

4、滑行

寒冷天氣操作時(shí)，滑行期間前輪轉(zhuǎn)彎需向兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這將使轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒中的液壓油循環(huán)加熱，從而減小因低溫造成轉(zhuǎn)彎遲緩的現(xiàn)象。在延長(zhǎng)的地面操作期間，應(yīng)定期運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)將冰的積累減到最小。滑行時(shí)要控制滑行速度，避免大速度和大側(cè)風(fēng)情況下飛機(jī)打滑，所有轉(zhuǎn)彎都要減速，同時(shí)控制好與前機(jī)滑行的距離，防止前機(jī)尾流和吹雪削弱飛機(jī)防冰保護(hù)層，滑行速度不宜大于10KT。當(dāng)寒冷天氣有結(jié)冰條件存在時(shí)，起飛前應(yīng)對(duì)操縱系統(tǒng)進(jìn)行再次檢查，襟/縫翼可做一次全過程的收放后再恢復(fù)到起飛位，確認(rèn)無(wú)凍結(jié)、卡阻現(xiàn)象后再起飛。

5、起飛

起飛前應(yīng)根據(jù)跑道存在冰雪情況下的起飛側(cè)風(fēng)限制數(shù)據(jù)和剎車效應(yīng)進(jìn)行起飛決斷。當(dāng)存在結(jié)冰條件并且跑道濕滑時(shí)，應(yīng)采取靜止起飛，并預(yù)先加大發(fā)動(dòng)機(jī)推力觀察發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，特別要檢查N1以確保達(dá)到所需要的推力。

滑跑方向應(yīng)嚴(yán)格控制在中心線。在起飛滑跑的起始部分（速度低于80節(jié)），前推操縱桿以增加前輪轉(zhuǎn)彎的效應(yīng)。方向舵在40節(jié)到60節(jié)時(shí)開始生效。如果在開始起飛滑跑時(shí)或方向舵生效前飛機(jī)偏離中心線無(wú)法控制，應(yīng)立即中斷起飛。

中斷起飛時(shí)應(yīng)注意，不要單純根據(jù)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)儀表指示中斷起飛。中斷起飛時(shí)如果跑道濕滑，應(yīng)使用最大反推和最大剎車，同時(shí)檢查并拉出減速板。如果在側(cè)風(fēng)情況下發(fā)生打滑，應(yīng)減小反推到慢車反推。盡可能使用方向舵控制方向，必要時(shí)還可以使用前輪轉(zhuǎn)彎、方向舵以及差異剎車控制方向，如果飛機(jī)減速過程中方向打滑、飛機(jī)側(cè)偏，應(yīng)考慮減小剎車力。

在起飛時(shí)可采用減少初始抬前輪仰角、降低抬前輪速率（約2度/秒），來提高離地速度。

6、起飛后爬升、巡航和下降防冰的使用

避免長(zhǎng)時(shí)間在中度到嚴(yán)重結(jié)冰條件下飛行。通?？捎酶淖兏叨然蚩账俚姆椒ū荛_嚴(yán)重結(jié)冰，如果可能的話，盡量繞開嚴(yán)重結(jié)冰區(qū)。當(dāng)溫度低于-40℃SAT時(shí)，爬升和巡航期間不要使用發(fā)動(dòng)機(jī)防冰。下降前及下降過程中在所有結(jié)冰條件下，包括溫度低于-40°CSAT時(shí)都必須接通發(fā)動(dòng)機(jī)防冰。

存在發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重抖動(dòng)情況時(shí)，要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇結(jié)冰的可能，應(yīng)延遲將N1減小到70%N1以下，如果要除掉風(fēng)扇上的冰塊，對(duì)雙發(fā)飛機(jī)要進(jìn)行下列程序，一次完成一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)：減推力到慢車位大約5秒鐘，然后將推力加大到90%N1，這樣有助于將冰摔落。除嚴(yán)重結(jié)冰條件外，一般將推力拉回到慢車時(shí)，冰便會(huì)脫落，這時(shí)可將推力加回到所需位置，而不必過多的加推力。

空中機(jī)翼防冰系統(tǒng)可用作除冰器或防冰器，但用作除冰只能在空中使用。駕駛艙風(fēng)擋框架、風(fēng)擋中柱或風(fēng)擋雨刷臂上出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象時(shí)，可認(rèn)為是機(jī)身存在結(jié)冰情況的暗示。

7、等待和進(jìn)近

在結(jié)冰條件下等待時(shí)，無(wú)論何時(shí)都要盡可能保持襟翼在收上位。在進(jìn)近時(shí)，可能要考慮到結(jié)冰情況，應(yīng)適當(dāng)增加進(jìn)近速度，并按需使用防冰系統(tǒng)。

8、著陸

著陸時(shí)，要考慮到側(cè)風(fēng)限制和剎車效應(yīng)對(duì)在濕滑跑道上的影響，當(dāng)預(yù)報(bào)剎車效應(yīng)差時(shí)，除非有必須著陸的緊急情況，在濕滑和積雪跑道上著陸是不適當(dāng)?shù)?。要注意上述因素影響滑跑距離，必要時(shí)在下降進(jìn)近準(zhǔn)備時(shí)要查有關(guān)檢查單和性能圖表進(jìn)行計(jì)算。

如果在極寒冷的天氣條件下著陸，要考慮使用氣壓高度修正表對(duì)決斷高度或最低下降高度和進(jìn)近各點(diǎn)高度進(jìn)行高度表修正。在強(qiáng)側(cè)風(fēng)和吹雪的情況下著陸，可能造成視覺模糊，在飛機(jī)平飄過程中看不清地面，在這些情況下，可要求打開跑道燈光作為著陸參考。

9、著陸后滑跑

使用反噴 結(jié)冰條件下在跑道上著陸，按正常使用反噴即可；當(dāng)跑道兩側(cè)有積雪時(shí)，在寬度為45米的跑道上著陸要注意跑道兩側(cè)的堆雪的高度，使用反噴（對(duì)寬體大型客機(jī)而言）要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)下的雪堆，可能情況下只使用慢車反噴；在松雪的情況下，速度低于60海里/時(shí)，仍然使用反噴可能造成雪花飛揚(yáng)影響前方能見度。

使用剎車 結(jié)冰條件下在跑道上著陸，自動(dòng)剎車應(yīng)選擇3或更高；當(dāng)自動(dòng)剎車不可用，使用人工剎車時(shí)應(yīng)注意：在濕、滑、積冰雪的道面上人工剎車效應(yīng)大大降低，應(yīng)在著陸后柔和踩剎車到最大剎車壓力，直到保持足夠的剎車效應(yīng)使飛機(jī)減速到安全地滑行速度；還要注意防滯剎車的工作情況，防止飛機(jī)剎車失效。

著陸滑跑方向的控制 著陸后在側(cè)風(fēng)情況下使用反噴時(shí)，要注意反噴的推力會(huì)增加側(cè)風(fēng)影響使飛機(jī)偏出跑道。發(fā)現(xiàn)飛機(jī)偏離跑道中心線時(shí)，應(yīng)采取以下操作方法：如果使用自動(dòng)駕駛著陸，立即脫開自動(dòng)駕駛；解除自動(dòng)剎車；使用慢車反推，不要試圖使用不對(duì)稱反推達(dá)到方向控制，可能會(huì)造成暫時(shí)使用慢車前推力；當(dāng)飛機(jī)回到跑道中心線時(shí)，使用適當(dāng)?shù)姆较蚨娌倏v保持方向，必要時(shí)使用差異剎車。

10、滑進(jìn)和停機(jī)

在結(jié)冰條件下完成進(jìn)近或在雪或雪水覆蓋跑道上著陸后為減小襟翼受損的可能，不要將襟翼收至15°C以下，防止收襟翼過程造成損壞。在濕滑的跑道或傾斜坡度的停機(jī)坪上停機(jī)時(shí)，要先放上輪檔，再松開停留剎車。

如果在寒冷機(jī)場(chǎng)過夜，擋好輪擋后松開停留剎車以防止剎車片結(jié)冰凍死。所有水箱和儲(chǔ)水器的水應(yīng)放盡，所有廁所的污水要全部放完。如果電瓶暴露在-18℃（0°F）以下，應(yīng)將電瓶取下，放在高于-18t（0°F）但低于40℃（104°F）的地方。

飛行機(jī)組切記：所有的地面結(jié)冰條件下運(yùn)行（起飛前和著陸后），都必須進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)防冰操作。

飛機(jī)積冰嚴(yán)重影響飛行安全，每個(gè)飛行人員都應(yīng)重視冬季飛行的特點(diǎn)，及早對(duì)各種天氣做出正確評(píng)估，與簽派和空中管制部門做好溝通，同時(shí)合理并及時(shí)使用機(jī)上的除防冰設(shè)備，嚴(yán)格遵守法規(guī)和機(jī)組操作手冊(cè)的規(guī)范，從而保證飛行的順利與安全。