航空飛行器的結(jié)冰成因及防冰措施研究

張建軍

摘?要：航空飛行器結(jié)冰問題對航空飛行的安全性與高效性的不良影響較多，引發(fā)的后果較為嚴重，對航空飛行器結(jié)冰問題進行全面預(yù)防以及有效除冰是至關(guān)重要的，以此防止結(jié)冰問題引發(fā)事故，保障航空飛行的安全。通過保障航空飛行器各裝置優(yōu)良狀態(tài)、利用飛行器防冰系統(tǒng)、掌握航空天氣變化、合理規(guī)劃航空飛行線路、利用多種加熱策略除冰等策略，來預(yù)防和解決結(jié)冰問題。本文對航空飛行器的結(jié)冰與防冰進行探究。

關(guān)鍵詞：航空飛行器;結(jié)冰;防冰

航空飛行器在低溫、潮濕的環(huán)境當中運行，容易出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。航空飛行器結(jié)冰會為航空飛行帶來多樣化的不良影響，導(dǎo)致航空飛行裝置的各項功能無法正常的運行，飛行員的操作視野會被遮擋，綜合作用下使航空飛行的安全度降低，極有可能引發(fā)飛行安全事故，造成的后果不堪設(shè)想。因而，針對航空飛行器結(jié)冰問題，有必要采取有效的防冰措施進行預(yù)防和改善。

1 航空飛行器結(jié)冰的形成原理

如何有效的改善與解決飛行器結(jié)冰問題，需先對航空飛行器結(jié)冰形成的原理進行掌握，以此更有針對性的對結(jié)冰問題進行預(yù)防和處理。航空飛行器結(jié)冰的形成主要與飛行環(huán)境當中的“溫度”與“濕度”兩個要素有關(guān)，航空飛行器外表面與外界空氣接觸，當溫度與濕度達到一定程度時就會產(chǎn)生結(jié)冰狀態(tài)。首先，航空飛行器高空飛行期間，在低溫、高濕度狀態(tài)下易結(jié)冰，這種狀態(tài)下液態(tài)的水因低溫就會凝結(jié)成固態(tài)冰，高空大氣中的液態(tài)水附著于飛行器表面，遇冷結(jié)冰。另外，在高空云層中存有大量的過冷水滴，其狀態(tài)穩(wěn)定性差，飛行器在云層中穿梭會產(chǎn)生振動，當飛行器表面的溫度在零度以下，過冷水滴接觸飛行器結(jié)構(gòu)表面后就會凝結(jié)成冰?？偨Y(jié)來說，飛行器的結(jié)冰與所穿越云團的溫度、濕度、云團狀態(tài)、降水、時令等狀況息息相關(guān)。飛行器結(jié)冰狀態(tài)根據(jù)程度可以分為弱積冰、中積冰、強積冰，強積冰通常發(fā)生于大氣環(huán)境溫度在-2℃--10℃范圍內(nèi)、飛行器穿梭過積雨云與濃積云等情況下，而當飛機穿梭于云層或?qū)臃e云時，弱積冰與中積冰較為常發(fā)。

2 航空飛行器結(jié)冰形成的不良影響

2.1 對航空飛行操作功能實現(xiàn)的不良影響

航空飛行器的旋翼或尾槳結(jié)冰，會對航空飛行器操作功能運行產(chǎn)生嚴重的不良影響作用。旋翼與尾槳是航空飛行器飛行動力供應(yīng)裝置，當這兩結(jié)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象時，會導(dǎo)致動力傳輸遇到較大的阻力，飛行操作的各項功能運行無法保持正常、良好的狀態(tài)，飛行功能操作難度增加，起飛的順暢性降低，在空中飛行期間有可能因操作無法實施而導(dǎo)致飛行器不受控而墜機。

2.2 對航空飛行器發(fā)動機的不良影響

航空飛行器發(fā)動機結(jié)構(gòu)也是常易結(jié)冰的部位，航空飛行器飛行期間，發(fā)動機的進氣口會持續(xù)吸收外界的氣體。當外界高空環(huán)境的濕度較大、溫度較低的情況下，發(fā)動機進氣口吸入的空氣含水量多，在低溫狀態(tài)下容易結(jié)冰。當發(fā)動機進氣口結(jié)冰后，進氣口的氣體流通通道就會縮小，進氣量不足會導(dǎo)致發(fā)動機運行產(chǎn)生的動力降低，嚴重的情況下會導(dǎo)致發(fā)動機停止運行。另外，發(fā)動機進氣口有強大的吸力，若旋翼的薄冰因升力作用碎裂被發(fā)動機吸入，會導(dǎo)致發(fā)動機風(fēng)扇、葉片等結(jié)構(gòu)損壞。而當外界溫度較弱時，發(fā)動機油箱溫度會逐漸降低，容易出現(xiàn)燃油結(jié)冰，燃油中的水會轉(zhuǎn)變成冰粒，對燃油傳輸產(chǎn)生阻礙作用。

2.3 對飛行器其他功能的不良影響

航空飛行器的儀表、通訊和視線功能是影響飛行質(zhì)量與安全的重要內(nèi)容，飛行器中的空速管、天線能夠與外界環(huán)境進行接觸，也是容易結(jié)冰的結(jié)構(gòu)。當這些裝置結(jié)冰后，飛行器空速監(jiān)測儀表數(shù)據(jù)會出現(xiàn)較大誤差，飛行員對飛行狀態(tài)無法準確判斷，天線結(jié)冰通訊信號無法傳輸，風(fēng)擋結(jié)冰飛行員的視線受阻，飛行操作容易出現(xiàn)問題。

3 航空飛行器結(jié)冰問題的預(yù)防與除冰策略分析

3.1 嚴格保證航空飛行器各裝置系統(tǒng)運行質(zhì)量

在航空飛行器在起飛之前，需要嚴格做好各項裝置系統(tǒng)的檢查工作，對各個裝置和系統(tǒng)狀態(tài)進行明確，尤其是檢查結(jié)構(gòu)是否結(jié)冰，若存在結(jié)冰要進行徹底除冰。在除冰結(jié)束后需要對飛行器易結(jié)冰的裝置進行重點檢查，檢查裝置是否因結(jié)冰而出現(xiàn)異常狀態(tài)，保證航空飛行器裝置系統(tǒng)保持良好的狀態(tài)，在飛行中能夠穩(wěn)定、高效的運行。另外，在裝置系統(tǒng)檢查期間，對防冰系統(tǒng)運行狀態(tài)進行檢查，按壓紅色警告燈和結(jié)冰紅色警告燈，觀察警告燈狀態(tài)，判斷防冰系統(tǒng)是否存在故障，若存在及時排查故障情況，保持系統(tǒng)正常運行，在飛行期間能夠?qū)Y(jié)冰問題進行及時、準確的感應(yīng)和處理。

3.2 全面掌握航空天氣，合理規(guī)劃航空飛行路線

在航空飛行之前要對航空飛行階段的天氣情況進行全面的掌握，并根據(jù)天氣實際情況合理規(guī)劃航空飛行路線，對結(jié)冰區(qū)進行有效避讓，遠離結(jié)冰區(qū)飛行是預(yù)防結(jié)冰的有效策略。在航空飛行期間利用防冰系統(tǒng)對飛行結(jié)冰情況進行檢測，若是出現(xiàn)弱積冰現(xiàn)象，對飛行狀態(tài)影響力較小，短途航空飛行可繼續(xù)按設(shè)定好的航空飛行方案進行。若飛行時間較長或出現(xiàn)強結(jié)冰現(xiàn)象，需要迅速脫離結(jié)冰區(qū)，降低飛行高度，根據(jù)結(jié)冰實際情況合理控制飛行高度。大氣環(huán)境中高度與溫度是呈反比變化的，低空溫度較高，可選擇低空飛行使結(jié)冰融化。

3.3 航空飛行常用的除冰策略

航空飛行器除冰主要是通過多種加熱方式來實現(xiàn)，包括電加溫、熱空氣加溫以及電和熱空氣混合加溫等。首先，電加熱方式通過埋設(shè)在易結(jié)冰裝置出的電熱絲產(chǎn)生熱量使結(jié)冰融化。其次，熱空氣加溫是利用發(fā)動機進氣通道的加溫裝置散發(fā)熱量實現(xiàn)結(jié)冰融化。最后，電和熱空氣混合加溫主要應(yīng)用于防塵裝置中。

4 結(jié)語

航空飛行器結(jié)冰問題會對航空飛行操作功能運行、發(fā)動機運行以及儀表、通訊、視線等功能的運行產(chǎn)生嚴重的不良影響，致使航空飛行器在飛行期間無法保持良好的狀態(tài)運行。各項功能因結(jié)冰出現(xiàn)問題后，極易引發(fā)安全事故，對航空飛行人員的安全造成嚴重的威脅，因而采用有效的防控與除冰措施，對航空飛行發(fā)展具有重要意義。

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