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飞机的除防冰

2004年11月21日清晨,47名乘客登上了包头飞往上海的MU5210航班,每个人还在规划着抵达上海之后的行程,谁知飞机起飞后不到20秒,就一头坠入包头市南海公园的湖中,随即爆炸起火。机上47名乘客,6名机组人员以及地面2人共55人在事故中丧生。

事故的原因是:飞机起飞过程中,由于机翼污染使机翼失速临界迎角减小。当飞机刚刚离地后,在没有出现警告的情况下飞机失速,飞行员未能从失速状态中改出,直至飞机坠毁。事故调查组认为,飞机在包头机场过夜时存在结霜的天气条件,飞机起飞前没有进行除霜(冰),是一起重大责任事故。

结冰的危害

飞机上有点霜就导致机毁人亡,听上去有点耸人听闻,但事实上由于航空器地面结冰导致的事故屡见不鲜,至今这些事故仍在继续发生。据加拿大运输部的统计,全球从1969年到2005年与航空器地面结冰有关的事故已经造成500人死亡,并且造成财产的重大损失。

结冰后会导致升力锐减,阻力增大,重量增加。试验表明,在机翼上表面每平方厘米有一个直径为1~2 mm的冰冻污染物颗粒(相当于盐颗粒的大小)能够造成升力减少33%。结冰后飞机的操纵效能降低,起飞离地过程中出现非指令迎角变化,失速迎角降低。简单地说,就是飞机会失控。

地面结冰条件

当气温降至冰点以下,遇有潮湿水汽、冰以降水或凝结的形式出现时,会产生结冰的条件。降水可以是雨、雨夹雪或雪,霜可因雾或湿气凝结而形成。

结冰通常仅与天气条件有关。然而,即使是外界气温在冰点以上,如果航空器机身温度低于0℃,并且外界潮湿或湿度相对较高时,仍可能结冰或结霜。

注意:

A)外界在0℃以下时的降水,冻雨和毛毛雨。雨滴保持在过冷状态,一旦与地面物体接触便会结冰。

B)冻结的降水,如雪、雨、雨夹雪或冰雹。湿雪出现于露点相互之差通常在1℃以内,外界温度大约在-4℃至1℃之间。干雪出现于温度/露点相差5℃以上。

C)过冷的地面雾和低云。在寒冷天气条件下,带有过冷水滴的云雾会在物体上结冰或霜。

D)相对湿度很高,在冰点以下的情况,航空器表面会形成霜。航空器停场过夜以及航空器从巡航高度下降着陆后,航空器表面和燃油温度仍保持在冰点以下时,霜的积聚是很常见的。

E)在降雨条件下,且机翼温度达到结冰温度以下时,机翼上表面就容易结冰。在机翼寒冷的角落也可能有积冰。此外,机翼下表面也可能有霜或结冰。

F)航空器在地面遇到大风吹雪时,机身上不受空气动力干扰的地方会受到吹雪的污染。

主要积冰/积雪类型

——没有一个单一的规则可以判定什么地方会结冰。

——下雨或下雪以后,如果气温下降到接近或低于0℃,雨或溶雪将会被冻住形成冰。

——浸冷效应:如果经过高空飞行后刚着陆或刚添加了非常冷的燃油,从而使航空器中载有非常冷的燃油,则这时的航空器机翼称为“被浸冷的”。在地面上,无论什么时候如果降雨落在被浸冷的航空器上,都可能产生透明冰。即使环境温度在-2℃到15℃之间,如果航空器结构保持在0℃或以下,在可见潮湿或相对湿度较高时,仍可能结冰或结霜。

除冰方法

——可采用橡皮刮板、鬃扫把等工具清扫;不可采用硬质及金属工具。

——可采用不超过60℃的热空气将冰融化并干燥。

——可使用除防冰液。

除冰/防冰后检查

航空器除冰和防冰工作完成后,在起飞之前,地面除冰人员对航空器的重点部位和区域进行目视检查,不应再有冰、霜、雪等污染物。对关键表面在必要时还应通过触摸进行检查和确认。

除冰和防冰中应注意的安全问题

航空器在除冰过程中,由于地面除冰、雪过程中安全措施不到位,可能导致除冰车与航空器相撞、航空器损坏和人员伤亡事故。

主要案例如下:

——1978年10月,一架运-5飞机机上除冰、雪工作不彻底,滑跑离地爬升20 m时,航空器出现下沉趋势,致使航空器坠地损伤报废。

——2002年12月,一架DHC-8航空器在地面试车时,没有处理好地面结冰的问题,造成航空器在试车过程中向前滑动而严重损坏。

——1973年,一架B707航空器进行飞行前除雪。除冰人员在没有采取安全保护的条件下,在机翼上除雪,不慎从机翼上头朝下触地而亡。

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