ไอซิ่งของเครื่องบิน - เงื่อนไข สาเหตุและผลที่ตามมา

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

สถิติแสดงให้เห็นว่าร้อยละของการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุทางอากาศนั้นต่ำกว่ากรณีที่มีการขนส่งรูปแบบอื่นมาก น้ำตาลไอซิ่งบนเครื่องบินเป็นสาเหตุทั่วไปของการเกิดอุบัติเหตุ ดังนั้นการต่อสู้กับไอซิ่งจึงได้รับความสนใจเพิ่มขึ้น กรณีรถไฟ เรือ หรือรถยนต์ ประชาชนมีโอกาสรอดชีวิตค่อนข้างสูง การล่มสลายของสายการบินโดยมีข้อยกเว้นที่ไม่ค่อยเกิดขึ้น ทำให้ผู้โดยสารทุกคนเสียชีวิต

สาเหตุของไอซิ่ง

ส่วนต่างๆ ของลำตัวเครื่องบินต่อไปนี้มักโดนไอซิ่ง:

• หางและปีกนำขอบ
• ท่อไอดี;
• ใบพัดสำหรับเครื่องยนต์แต่ละประเภท

การก่อตัวของน้ำแข็งที่ปีกและหางนำไปสู่การลากที่เพิ่มขึ้น เสถียรภาพและการควบคุมของเครื่องบินลดลง ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด การควบคุม (ปีก ปีก ปีก ฯลฯ) สามารถหยุดนิ่งไปที่ปีก และการควบคุมเครื่องบินจะเป็นอัมพาตบางส่วนหรือทั้งหมด

ไอซิ่งของช่องอากาศเข้าขัดขวางความสม่ำเสมอของการไหลของอากาศที่เข้าสู่เครื่องยนต์ผลที่ตามมาคือการทำงานที่ไม่สม่ำเสมอของมอเตอร์และการเสื่อมสภาพของแรงฉุด ความล้มเหลวในการทำงานของยูนิต การสั่นสะเทือนปรากฏขึ้นซึ่งสามารถนำไปสู่การทำลายล้างของเครื่องยนต์อย่างสมบูรณ์

ในเครื่องบินใบพัดและใบพัดเครื่องบิน ไอซิ่งที่ขอบใบพัดทำให้ความเร็วในการบินลดลงอย่างมากเนื่องจากประสิทธิภาพของใบพัดลดลง เป็นผลให้เรือไม่สามารถ "ไปถึง" ปลายทางได้ เนื่องจากการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงที่ความเร็วต่ำกว่ายังคงเท่าเดิมหรือเพิ่มขึ้น

ไอซิ่งพื้นเครื่องบิน

ไอซิ่งสามารถวางบนพื้นหรือบนเครื่องบินได้ ในกรณีแรก เงื่อนไขไอซิ่งเครื่องบินมีดังนี้:

• ในสภาพอากาศแจ่มใสที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ พื้นผิวของเครื่องบินจะเย็นลงมากกว่าบรรยากาศโดยรอบ ด้วยเหตุนี้ไอน้ำในอากาศจึงกลายเป็นน้ำแข็ง - เกิดน้ำค้างแข็งหรือน้ำค้างแข็ง ความหนาของแผ่นโลหะมักจะไม่เกินสองสามมิลลิเมตร สามารถถอดออกได้ด้วยมือ
• ที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์และมีความชื้นสูง น้ำที่เย็นจัดในบรรยากาศจะเกาะอยู่บนตัวเครื่องบินในรูปของคราบจุลินทรีย์ ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศที่เฉพาะเจาะจง สารเคลือบจะแตกต่างกันไปตั้งแต่แบบโปร่งใสที่อุณหภูมิสูงขึ้นไปจนถึงการเคลือบแบบด้านคล้ายน้ำค้างแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า
• แช่แข็งบนพื้นผิวของเครื่องบิน หมอก ฝน หรือลูกเห็บ มันเกิดขึ้นไม่เพียงแค่เป็นผลมาจากการตกตะกอน แต่ยังรวมถึงเมื่อหิมะและโคลนกระทบตัวถังจากพื้นดินในระหว่างการขับแท็กซี่

นอกจากนี้ยังมีปรากฏการณ์เช่น "น้ำแข็งเชื้อเพลิง" อีกด้วย เมื่อน้ำมันก๊าดในถังมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศโดยรอบ น้ำในบรรยากาศจะเริ่มเกาะตัวในบริเวณที่ตั้งถังและก่อตัวเป็นน้ำแข็ง ความหนาของชั้นบางครั้งถึง 15 มม. หรือมากกว่า ไอซิ่งเครื่องบินประเภทนี้อันตรายเพราะตะกอนมักจะโปร่งใสและสังเกตได้ยาก นอกจากนี้ ตะกอนจะก่อตัวเฉพาะในบริเวณถังเชื้อเพลิง ขณะที่ส่วนที่เหลือของลำตัวเครื่องบินยังคงสะอาด

ไอซิ่งในอากาศ

ไอซิ่งเครื่องบินอีกประเภทหนึ่งคือการก่อตัวของน้ำแข็งบนตัวเรือระหว่างการบิน เกิดขึ้นเมื่อบินท่ามกลางสายฝนที่หนาวเย็น ฝนตกปรอยๆ ลูกเห็บหรือหมอก น้ำแข็งก่อตัวขึ้นบ่อยที่สุดบนปีก หาง เครื่องยนต์ และส่วนอื่นๆ ของร่างกายที่ยื่นออกมา

อัตราการก่อตัวของเปลือกน้ำแข็งแตกต่างกันไปและขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและการออกแบบเครื่องบิน เคยมีกรณีของการเกิดคราบจุลินทรีย์ที่ความเร็ว 25 มม. ต่อนาที ความเร็วของเครื่องบินที่นี่มีบทบาทสองประการ - จนถึงระดับหนึ่ง มีส่วนทำให้น้ำแข็งของเครื่องบินเพิ่มขึ้นเนื่องจากความชื้นตกลงบนพื้นผิวของเครื่องบินต่อหน่วยเวลามากขึ้น แต่แล้ว ด้วยความเร่งเพิ่มเติม พื้นผิวจะร้อนขึ้นจากการเสียดสีกับอากาศ และความเข้มของการก่อตัวของน้ำแข็งจะลดลง

ไอซิ่งของเครื่องบินในเที่ยวบินเกิดขึ้นบ่อยที่สุดที่ระดับความสูงไม่เกิน 5,000 เมตร ดังนั้นควรให้ความสนใจกับการศึกษาสภาพอากาศในพื้นที่ล่วงหน้าเป็นอย่างสูงบินขึ้นและลงจอด ไอซิ่งที่ระดับความสูงนั้นหายากมาก แต่ก็ยังเป็นไปได้

ละลายน้ำแข็งกับ POL

บทบาทหลักในการป้องกันไอซิ่งคือการรักษาเครื่องบินด้วยน้ำยาป้องกันไอซิ่ง (AFL) ผู้นำในการผลิตสาร deicing ได้แก่ American The Dow Chemical Company และ Canadian Cryotech Deicing Technology บริษัทต่างๆ กำลังขยายและปรับปรุงสายผลิตภัณฑ์รีเอเจนต์อย่างต่อเนื่อง

ความสำคัญของการวิจัยคือความเร็วของการแยกส่วนและระยะเวลาของการแยกส่วนเครื่องบิน สารต้านไอซิ่งประเภทต่างๆ มีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการเหล่านี้ ดังนั้นการประมวลผลของเครื่องบินจึงดำเนินการในสองขั้นตอนเสมอ โดยรวมแล้ว มีรีเอเจนต์สี่ประเภทที่ใช้ในกระบวนการผลิตเครื่องบิน ของเหลวประเภทแรกมีหน้าที่ในการขจัดน้ำแข็งที่มีอยู่ออกจากตัวเครื่องบิน องค์ประกอบประเภท II, III และ IV ทำหน้าที่ปกป้องร่างกายจากน้ำแข็งในช่วงเวลาหนึ่ง

การแปรรูปเครื่องบินบนพื้นดิน

ขั้นแรก เครื่องบินใช้ของเหลวประเภท I เจือจางด้วยน้ำร้อนจนถึงอุณหภูมิ 60-80 0C ความเข้มข้นของรีเอเจนต์จะถูกเลือกตามสภาพอากาศ สีย้อมมักจะรวมอยู่ในองค์ประกอบเพื่อให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสามารถควบคุมความสม่ำเสมอของการเคลือบเครื่องบินด้วยของเหลว นอกจากนี้ สารพิเศษที่ประกอบเป็น POL ยังปรับปรุงความครอบคลุมของผลิตภัณฑ์

ขั้นตอนที่สองคือขั้นตอนถัดไปของเหลวส่วนใหญ่มักเป็นประเภท IV โดยทั่วไปจะเหมือนกับองค์ประกอบประเภท II แต่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยกว่า Type III มักใช้สำหรับเครื่องบิน de-icing ของสายการบินท้องถิ่นต่างๆ ของเหลวประเภทที่ 4 ถูกฉีดพ่นอย่างเรียบร้อยและไม่เหมือนกับประเภทที่ 1 ที่ความเร็วต่ำ จุดประสงค์ของการบำบัดคือเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องบินเคลือบอย่างสม่ำเสมอด้วยฟิล์มหนาของสารประกอบที่ไม่ยอมให้น้ำแข็งตัวบนพื้นผิวของเครื่องบิน

ระหว่างแอ็คชั่น ภาพยนตร์จะค่อยๆ "ละลาย" ทำปฏิกิริยาด้วยการตกตะกอน ผู้ผลิตกำลังทำการวิจัยที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มระยะเวลาของชั้นป้องกัน กำลังศึกษาความเป็นไปได้ในการลดผลกระทบของส่วนประกอบที่เป็นอันตรายของของเหลวต้านไอซิ่งที่มีต่อสิ่งแวดล้อมด้วย โดยทั่วไป AOL ยังคงเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการจัดการกับไอซิ่งเครื่องบินในขณะนี้

ระบบกันน้ำแข็ง

ส่วนประกอบที่เครื่องบินถูกจัดการบนพื้นทำขึ้นเป็นพิเศษเพื่อให้ในระหว่างการบินขึ้นพวกเขาจะ "ปลิวไป" จากพื้นผิวของร่างกายเพื่อไม่ให้ลดแรงยก จากนั้นกระบองจะถูกควบคุมโดยเซ็นเซอร์ไอซิ่งของเครื่องบิน ในช่วงเวลาที่เหมาะสม พวกเขาออกคำสั่งให้ดำเนินการกับระบบที่ป้องกันการก่อตัวของน้ำแข็งระหว่างการบิน แบ่งออกเป็นประเภทเครื่องกล เคมี และความร้อน (อากาศ-ความร้อน และไฟฟ้า-ความร้อน)

ระบบเครื่องกล

ตามหลักการของการเปลี่ยนรูปเทียมของพื้นผิวด้านนอกของตัวเรือ อันเป็นผลมาจากการที่น้ำแข็งแตกตัวและถูกลมพัดปลิวไปโดยกระแสอากาศที่ไหลเข้ามา ตัวอย่างเช่น บนปีกขนนกของเครื่องบินเสริมด้วยยางป้องกันพร้อมระบบช่องอากาศภายใน หลังจากที่เครื่องบินเริ่มไอซิ่ง อากาศอัดจะถูกส่งไปยังห้องส่วนกลางก่อน ซึ่งจะทำน้ำแข็งแตก จากนั้นช่องด้านข้างจะพองและน้ำแข็งถูกโยนออกจากพื้นผิว

ระบบเคมี

การทำงานของระบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับการใช้รีเอเจนต์ที่เมื่อผสมกับน้ำ จะเกิดส่วนผสมที่มีจุดเยือกแข็งต่ำ พื้นผิวของส่วนที่ต้องการของลำตัวเครื่องบินถูกปกคลุมด้วยวัสดุที่มีรูพรุนพิเศษซึ่งมีการจัดหาของเหลวที่ละลายน้ำแข็ง ระบบเคมีถูกใช้อย่างแพร่หลายบนเครื่องบินในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 แต่ตอนนี้ใช้เป็นหลักในการทำความสะอาดกระจกหน้ารถเป็นหลัก

ระบบระบายความร้อน

ในระบบเหล่านี้ ไอซิ่งจะถูกกำจัดโดยการให้ความร้อนที่พื้นผิวด้วยอากาศร้อนและก๊าซไอเสียที่นำมาจากเครื่องยนต์หรือด้วยไฟฟ้า ในกรณีหลังนี้พื้นผิวจะได้รับความร้อนไม่ต่อเนื่อง แต่เป็นระยะ น้ำแข็งบางชนิดสามารถแข็งตัวได้ หลังจากนั้นระบบจะเปิดขึ้น น้ำแช่แข็งแยกออกจากพื้นผิวและถูกกระแสลมพัดพาไป ดังนั้นน้ำแข็งที่ละลายแล้วจึงไม่ลามไปทั่วตัวเครื่องบิน

การพัฒนาที่ทันสมัยที่สุดในบริเวณนี้คือระบบอิเล็กโทรเทอร์มอลที่คิดค้นโดย GKN ฟิล์มโพลีเมอร์พิเศษที่มีการเติมโลหะเหลวถูกนำไปใช้กับปีกเครื่องบิน ใช้พลังงานจากระบบออนบอร์ดของเครื่องบินและรักษาอุณหภูมิบนพื้นผิวปีกตั้งแต่ 7 ถึง 21 0C ระบบล่าสุดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบินโบอิ้ง787.

ทั้งๆ ที่ระบบรักษาความปลอดภัย "แฟนซี" ทั้งหมด ไอซิ่งก็ต้องการความเอาใจใส่สูงสุดจากตัวบุคคล การไม่ใส่ใจเพียงเล็กน้อยมักนำไปสู่โศกนาฏกรรมครั้งใหญ่ ดังนั้นแม้ว่าเทคโนโลยีจะพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว แต่ความปลอดภัยของผู้คนก็ยังขึ้นอยู่กับตนเองเป็นส่วนใหญ่